机器人综合项目实践教程

**章 绪论 1 1.1 引言 1 1.2 机器人的分类 3 1.3 人类智能 4 1.4 模仿人类智能的机器人 6 1.5 机器人综合项目平台实例 8 1.5.1 国内外竞赛平台实例 8 1.5.2 机器人竞赛创新平台实例 10 1.5.3 机器人工程类人才的创新培养 平台实例 15 思考与练习 17 第二章 机器人综合实战基础 18 2.1 机器人编程语言基础 18 2.1.1 机器人编程语言简介 18 2.1.2 数据类型 20 2.1.3 机器人控制程序算法设计基础 22 2.1.4 运行程序基本语句和过程 25 2.2 以机器人小车为例的典型问题解析 28 2.2.1 开关程序控制问题 28 2.2.2 定点停车问题 30 2.2.3 多路判断综合问题 31 2.2.4 智能规划问题 33 2.2.5 机器人的视觉技术简介 34 2.3 机器人移动机构设计问题解析 37 2.3.1 轮式组合移动结构 37 2.3.2 全向轮结构 39 2.3.3 履带结构 40 2.3.4 足(腿)式结构 41 思考与练习 44 第三章 Arduino/C语言编程开发环境 45 3.1 Arduino/C语言基础 45 3.1.1 Arduino/C语言概述 45 3.1.2 Arduino IDE 47 3.2 Arduino平台体系结构 47 3.3 Arduino/C语言的特点 50 3.3.1 Arduino/C语言的结构、函数 50 3.3.2 Arduino/C语言的高级函数 54 3.4 Arduino基础应用实战 57 3.4.1 LED灯点亮 57 3.4.2 设备通信 61 3.4.3 使用传感器 67 思考与练习 69 第四章 Arduino平台机器人实战 70 4.1 Arduino机器人的硬件库 70 4.1.1 使用库 70 4.1.2 舵机库 71 4.2 Arduino平台循迹功能机器人实战 76 4.3 Arduino平台视觉机器人实战 77 4.4 Arduino平台人脸面部表情识别 模仿机器人 83 思考与练习 87 第五章 MSP430平台机器人实战 89 5.1 MSP430微控制器基础 89 5.1.1 MSP430简介 89 5.1.2 MSP430的集成开发环境 91 5.2 MSP430平台例程实战 92 5.2.1 花样LED的控制实战 92 5.2.2 中断控制花样LED显示 95 5.2.3 调用定时器/寄存器的实战 97 5.3 基于MSP430平台的循迹功能 机器人实战 100 5.3.1 机器人循迹功能的整体方案设计 101 5.3.2 循迹机器人的硬件设计 102 5.3.3 循迹机器人的软件算法设计 104 思考与练习 107 第六章 STM32平台机器人实战 110 6.1 STM32基础简介 110 6.1.1 STM32概述 110 6.1.2 STM32资源与应用 111 6.2 STM32开发基础知识 114 6.2.1 C语言基础 114 6.2.2 STM32系统架构 119 6.2.3 系统时钟 120 6.2.4 STM32 NVIC中断优先级管理 123 6.3 单个关节的倒立摆控制器实战 127 6.3.1 倒立摆系统 127 6.3.2 四种智能机器人控制器的 倒立摆实战 128 6.4 多个关节的机器人实战 137 6.4.1 多个关节机器人仿真 137 6.4.2 多自由度关节机器人的 书写实战 146 6.4.3 多关节机器人的仿生实战 149 思考与练习 161 第七章 Norstar平台机器人实战 162 7.1 Norstar平台基础 162 7.2 Norstar平台搬运机器人实战 165 7.2.1 Norstar搬运机器人设计 165 7.2.2 Norstar搬运机器人测试 167 7.3 Norstar平台的避障与循迹功能 机器人实战 175 7.3.1 机器人的避障与循迹功能 175 7.3.2 机器人电机负载性能改进 177 7.3.3 以推棋子机器人为例的循迹 避障组合功能 180 7.3.4 竞赛擂台对抗机器人实战 182 7.4 Norstar平台的视觉功能机器人实战 187 7.4.1 Norstar平台的视觉控制器简介 187 7.4.2 视觉模块的设置 191 7.4.3 全向运动视觉机器人实战 194 7.4.4 以队标识别为例的视觉协同 机器人实战 197 思考与练习 202 附录1 LED点亮程序 208 附录1.1 点亮六个LED程序代码 样式一 208 附录1.2 点亮六个LED程序代码 样式二 209 附录1.3 点亮六个LED程序代码 样式三 210 附录2 Arduino平台的模拟输入温度计 ? 程序代码 212 附录3 Arduino平台视觉机器人的Python 上位机源程序代码 214 附录4 基于Arduino平台的智能小车 竞速竞赛源程序代码 216 参考文献 220