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| 編輯推薦： |
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本书主要介绍用Python和C/C 对机器人进行编程，循序渐进地实现沿墙行驶、水下机器人和无人船、迷宫探索、步行机器人、无人驾驶汽车、SAE方程式赛车等，同时涉及机器人软、硬件、算法、传感器、导航等内容。知识点全覆盖，侧重实用性；开放的仿真系统，降低学习成本；实例丰富，用趣味性提升学习效率。
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| 內容簡介： |
《机器人编程探索与实践》聚焦于移动机器人软件开发这一现代机器人学中*为重要的主题，书中不仅展示了如何将树莓派控制器和摄像头安装到车模或其他简易驱动系统上，以来构建低成本机器人实验平台，还对自行开发的一款免费机器人仿真系统EyeSim进行了介绍，利用该系统可以对轮式机器人、水上/水下机器人以及足式机器人进行仿真实验。机器人控制算法的开发贯穿本书始终，书中所有示例代码都可以在真实机器人硬件平台和仿真系统上运行。
书中使用的所有软件和示例程序均可免费下载，并且针对MacOS、Windows、Linux和树莓派等操作系统提供了不同的程序代码。
本书既可以作为机器人爱好者及工程研究人员的参考资料，也可以作为人工智能或机器人工程专业本科或研究生课程的教材。
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| 關於作者： |
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托马斯·布劳恩，毕业于德国凯泽斯劳滕大学，还获得了美国南加州大学洛杉矶分校的理学硕士学位，在德国斯图加特大学获得博士学位和大学授课资格。现为澳大利亚西澳大学教授，是该校机器人与自动化实验室以及可再生能源汽车项目（REV）的负责人。开发了诸如EyeBot 系列机器人和EyeSim仿真系统等多种机器人平台。在汽车方面，他主要对电驱动和充电系统进行研究，目前正在开发自动驾驶的人工智能解决方案。曾与梅赛德斯-奔驰汽车公司合作开展过驾驶辅助系统的研究工作，还曾与宝马汽车公司合作研究过电动汽车的充电系统。
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| 目錄：
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译者序
前言
第1章 机器人硬件1
1.1 执行器1
1.2 传感器2
1.3 用户接口界面5
1.4 控制器5
1.5 机器人完整形态6
1.6 通信8
1.7 仿真系统9
1.8 本章任务9
参考文献10
第2章 机器人软件11
2.1 软件安装12
2.2 第一个Python程序14
2.3 第一个C程序15
2.4 机器人走正方形（Python）16
2.5 机器人走正方形（C或C ）18
2.6 SIM脚本和环境文件18
2.7 显示和输入19
2.8 距离传感器21
2.9 摄像机24
2.10 机器人通信26
2.11 多任务处理28
2.12 IDE的使用30
2.13 本章任务31
参考文献31
第3章 行驶算法32
3.1 随机行驶32
3.2 行驶至目标位置37
3.3 转弯直行算法37
3.4 圆弧行驶算法38
3.5 追踪曲线行驶算法40
3.6 样条曲线行驶算法42
3.7 本章任务45
参考文献45
第4章 激光雷达传感器46
4.1 激光雷达扫描数据46
4.2 拐角和障碍物49
4.3 本章任务50
第5章 机器人集群51
5.1 集群的建立51
5.2 机器人跟随54
5.3 多机器人跟随56
5.4 本章任务60
参考文献60
第6章 沿墙行驶61
6.1 沿墙行驶算法61
6.2 简易沿墙行驶程序63
6.3 本章任务65
第7章 其他驱动方式66
7.1 阿克曼转向66
7.2 全方位驱动68
7.3 三维复杂环境中的运动71
7.4 本章任务74
参考文献74
第8章 自主水下机器人和无人船75
8.1 自主水下机器人和无人船的机械结构75
8.2 自主水下机器人的配置76
8.3 水下机器人的潜水控制77
8.4 水下机器人的运动控制78
8.5 本章任务79
参考文献79
第9章 迷宫探索80
9.1 电脑鼠80
9.2 墙体跟踪81
9.3 鲁棒性和控制84
9.4 利用激光雷达进行迷宫探索86
9.5 递归探索89
9.6 漫水填充算法93
9.7 短路径95
9.8 本章任务97
参考文献97
第10章 导航98
10.1 未知环境中的导航98
10.2 DistBug算法99
10.3 已知环境中的导航103
10.4 四叉树算法103
10.5 四叉树算法的实现105
10.6 短路径算法109
10.7 本章任务110
参考文献110
第11章 机器人视觉111
11.1 摄像头和LCD库函数111
11.2 边缘检测113
11.3 OpenCV库函数118
11.4 颜色检测119
11.5 运动检测124
11.6 本章任务128
参考文献128
第12章 Starman步行机器人129
12.1 支撑腿的运动129
12.2 运动模型131
12.3 遗传算法132
12.4 算法运行137
12.5 本章任务138
参考文献138
第13章 无人驾驶汽车139
13.1 无人驾驶汽车竞赛139
13.2 卡罗杯140
13.3 车道保持141
13.4 交叉路口和斑马线143
13.5 交通标志识别143
13.6 端到端学习145
13.7 本章任务146
参考文献147
第14章 SAE方程式赛车148
14.1 电动汽车148
14.2 线控驱动150
14.3 安全系统151
14.4 无人驾驶152
14.5 路锥赛道赛车153
14.6 本章任务158
参考文献158
第15章 展望160
附录 RoBIOS-7库函数161
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| 內容試閱：
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传统观念认为机械、电子和软件科学是机器人学中重要的三个主题，但当今机器人学其实已经进入了“软件为王”的时代！多年前，笔者曾写过一本名为《嵌入式机器人学》的著作，此书内容在电子学和软件科学之间保持了平衡，同时也兼顾了一些机器人机械学相关的内容。为紧跟当前机器人学的发展需求，笔者将该书内容进行了调整，主要集中在移动机器人的软件开发方面，因为这不仅是目前机器人学真正的挑战所在，也是产生创新成果的主要领域。
书中展示了如何通过把树莓派和摄像机安装到模型汽车或其他一些简单的机械驱动系统上，以构建一款低成本移动机器人，对EyeBot机器人以及EyeSim仿真系统进行了详细介绍，EyeSim是笔者开发的一款用于各种轮式、水上/水下及足式机器人的模拟仿真研究的免费软件。本书内容的侧重点虽然是基于仿真系统的算法开发，但在编程仿真过程中并没有进行不切实际的简化假设，而是综合考虑了现实世界中机器人可能遇到的诸多问题，从而确保了所有软件代码都可以在真实机器人硬件和仿真系统上运行。
在西澳大学，使用EyeSim仿真系统作为机器人技术的辅助教学工具，大大提高了学生的学习效率和对机器人概念的理解。
本书中使用的所有软件和示例程序都可以从下列网址下载，网站上提供了适用于MacOS、Windows、Linux和树莓派的不同代码。
EyeBot机器人: http://robotics.ee.uwa.edu.au/eyebot/。
EyeSim仿真系统: http://robotics.ee.uwa.edu.au/eyesim/。
在接下来的章节中，我们将对代码进行由浅入深的讲解，整个过程会从小型、简单的移动机器人逐步过渡到全尺寸的无人驾驶汽车。
书中对大多数问题都提供了源代码，为便于读者阅读，本书代码按照以下颜色进行分类：
Python程序C/C 程序SIM脚本程序机器人定义文件环境数据文件
每章结束后都设置有“本章任务”，完成这些任务有助于加深对所学概念的理解，读者可以发挥自身创造力来编写相关程序。
希望您会喜欢这本书，您一定可以在重建和扩展本书的机器人控制代码中获得快乐，进而继续开拓属于您自己的机器人世界！
西澳大学学生Travis Povey、Joel Frewin、Michael Finn和Alexander Arnold开发了EyeSim仿真系统并提供了示例程序，特别感谢你们所付出的努力！
Linda Barbour和Springer-Verlag的编辑团队对本书书稿进行了校对，在此也深表感谢！
托马斯·布劳恩2020年3月于澳大利亚珀斯
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