樹莓派創客：手把手教你搭建機器人 ( 簡體 字) |
| 作者：陳佳林 | 類別：1. -> 電腦組織與體系結構 -> 單晶片 -> Raspberry Pi
2. -> 電子工程 -> 機器人 |
| 譯者： |
| 出版社：清華大學出版社 |  3dWoo書號： 51940
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NT售價： 345 元 |
| 出版日：11/1/2019 |
| 頁數：243 |
| 光碟數：0 |
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| 印刷：全彩印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787302536512 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：為什么要寫這本書
面對這個問題，我的內心是復雜的。雖然我是一名理科生，但是就這個問題我并不想用各種參數對比、性價比等冷冰冰的數字來回答，我想感性地、大聲地、驕傲地回答這個問題，因為我就是喜歡樹莓派。
由于工作的原因，身邊總是圍繞著大量的工程師，他們中的大多數都跟我一樣，第一眼就喜歡上了這塊電路板，而且喜歡上之后就再也離不開它。從2012年的第一代一直追到最新的3B+版本的人不在少數，而且非常神奇的是，這塊電路板“軟硬通殺”，無論是玩硬件的朋友，還是玩軟件的朋友，都會愛不釋手，并且能夠很快上手融合到自己的項目中。
樹莓派是一款真正的計算機，憑借強勁的CPU性能，樹莓派無所不能，從上網、玩游戲、看電影、聽音樂，到控制電路、控制傳感器，進行科學計算、邊緣計算、云計算，甚至是深度學習、人工智能、圖像識別、環境感知等高級應用，樹莓派都可以做到輕松應對、游刃有余。
與此同時，樹莓派保持著非常低廉的售價，官方售價一直是35美元，要知道傳統的一臺完整的計算機哪怕350美元都不一定買得到，這一點尤為可貴。當今的中國以及未來的世界會出現越來越多的自動化工作，需要越來越多的程序員，降低計算機的普及門檻、讓更多的人更早地接觸編程并且熱愛編程是一項偉大的工作。
我特別喜歡給樹莓派刷上各種定制的系統，樹莓派可以刷Android、Windows、Debian、Ubuntu、OSMC、PiNet、OpenNAS等各種功能豐富、適用于不同場景的操作系統，得益于其超低的功耗，拿來做服務器24小時不關機也不心疼，換一張TF卡，立馬又是一個新系統，對于我們經常“蹂躪”系統環境的逆向工程師來講，幫助巨大。
業余時間我經常跟同事一起利用樹莓派軟硬結合的特性搭建各種樹莓派充當“神經中樞”的機器人，并且參加一些機器人比賽，適逢清華大學出版社王老師盛情邀請，特此記錄一些平時玩樹莓派搭建機器人的技術，以期遇到更多喜歡樹莓派的朋友，一起發揚樹莓派提倡的創客文化，順便提高自身的技術和水平。
本書主要內容
玩轉樹莓派機器人，本質上就是玩轉樹莓派的軟件和硬件，軟件和硬件又分為自身的軟硬件和第三方的軟硬件。樹莓派自從2012年面世以來，在全世界掀起了一股樹莓派DIY的風潮，其內置的軟硬件和第三方生態已經非常龐大，并且聯系緊密，相輔相成。
本書遵循由淺入深、由易到難的總體原則，書的前半部分介紹樹莓派自身的軟件部分，既有Scratch這種拖曳式編程語言的介紹使用，可為專業程序員打造“親子時間”提供素材，也有Python這樣的專業編程語言的上手使用，然后基于Python案例介紹各種傳感器的使用，方便讀者輕松地集成到自己的項目中。
在這些“開胃菜”品嘗完畢之后，讀者基本上可以掌握使用樹莓派軟硬件與第三方軟硬件協同工作，搭配和使用傳感器親手搭建一個簡單的用于巡線并且自動跟隨和停止的機器無人車。
書的后半主要為提高部分，更加深入地介紹樹莓派的高級玩法，以及使用手機控制樹莓派，此外還分享了更多、更高級、更加智能的第三方軟硬件，比如近年來火熱的人工智能系列傳感器、專業的機器人操作系統ROS在樹莓派上的使用方法等。
使用樹莓派進行機器人構建時，ROS是組件溝通和聯系的紐帶，而人工智能傳感器則為機器人添加更多緊跟時代的新功能，如圖像識別跟蹤等。本書還兼顧PC和手機操作，為玩轉機器人的讀者提供了更多的趣味場景。
本書面向的讀者
樹莓派愛好者
機器人、無人機愛好者
計算機、機械動力專業的大學生
想要跟子女相處和互動的好爸爸
AI、ROS相關產品研發人員
更新和勘誤
書本是靜止的，知識是流動的。在本書編撰、出版、發行的過程中，技巧和技術都在更新，另外，機器人本身是一門操作性極強的科學，讀者在動手實踐的過程中難免會產生各式各樣的疑問，本來專業開發者大多數情況下采用GitHub進行更新和勘誤，但是照顧到可能會有一大批非專業的愛好者沒有GitHub賬號，因此我特別新開了公眾號，大家可以在后臺跟我溝通，我會定期總結和歸納讀者的提問，并且發布一些更新后的工具和使用方法上的變化，希望可以與讀者一起學習和進步。
陳佳林 于上海張江高科
2019年6月23日 |
內容簡介：本書遵循由淺入深、由易到難的原則，循序漸進地介紹使用樹莓派玩轉機器人的必備軟硬件知識與技術。全書共8章，第1~4章為樹莓派入門部分，主要介紹樹莓派軟硬件、Scratch和Python編程語言以及各種傳感器的使用，并提供豐富的操作案例，方便讀者輕松構建樹莓派項目。本部分學會之后，讀者基本上可以掌握使用樹莓派軟硬件與第三方軟硬件協同工作，搭配和使用傳感器親手搭建一個簡單的用于巡線且自動跟隨和停止的機器無人車。第5~8章為提高部分，本部分深入地介紹樹莓派的各種高級玩法，還將介紹更多、更加智能的第三方軟硬件，比如近年來火熱的人工智能系列傳感器以及機器人操作系統ROS的使用，同時兼顧PC和手機操作，為讀者玩轉機器人提供更多的趣味場景。
本書的特點是使用低成本硬件，趣味性和可操作性強，適合對樹莓派及機器人感興趣的各類讀者閱讀。 |
目錄：第1章樹莓派全面介紹 1
1.1樹莓派項目 1
1.2樹莓派硬件 3
1.2.1板載芯片 3
1.2.2板載接口 5
1.2.3專用拓展 7
1.3點亮樹莓派 9
1.4樹莓派軟件 15
1.4.1設置助手 15
1.4.2桌面布局 18
1.4.3瀏覽器及軟件管理 19
1.4.4文件管理器 21
1.4.5編程套件 23
1.4.6樹莓派配置工具 26
第2章樹莓派軟硬件開發入門 28
2.1認識Scratch 29
2.1.1“HelloWorld！”程序 30
2.1.2流程 30
2.1.3循環 32
2.1.4變量和條件 33
2.2使用Scratch完成一些小游戲 36
2.2.1宇航員反應計時器 37
2.2.2花樣游泳 41
2.3樹莓派硬件入門 48
2.3.1了解GPIO 48
2.3.2常用電子元器件 49
2.4使用Scratch控制硬件 51
2.4.1控制發光二極管 51
2.4.2控制蜂鳴器 54
2.4.3控制按鈕 55
第3章樹莓派軟硬件開發進階 57
3.1樹莓派玩轉Python入門 57
3.1.1超輕量開發環境：Thonny 57
3.1.2PythonIDLE和命令行 58
3.1.3編寫“HelloWorld！”程序 60
3.2Python進階 61
3.2.1代碼縮進和循環 61
3.2.2條件和變量 64
3.2.3“畫”雪花 65
3.3Python控制GPIO傳感器 71
3.3.1gpiozero庫 71
3.3.2gpiozero的輸入和輸出 73
3.3.3模擬紅綠燈 75
3.3.4搶答器 77
3.4Python與樹莓派硬件的交互 80
3.4.1Python與樹莓派系統信息的交互 80
3.4.2Python與發光二極管傳感器的交互 81
3.4.3Python與游戲操縱桿傳感器的交互 85
3.4.4Python與電子羅盤傳感器的交互 88
第4章機器人簡單傳感器 91
4.1視覺傳感器 91
4.1.1簡單提示：發光二極管 91
4.1.2圖像視頻采集：攝像頭 98
4.1.3圖像視頻輸出：顯示器 101
4.2聲學傳感器 106
4.2.1簡單提示音：蜂鳴器 106
4.2.2播放聲音和音樂：揚聲器 107
4.2.3超聲波：距離傳感器 108
4.3電磁傳感器 109
4.3.1限制電路電流：電阻器 109
4.3.2機器人的雙腳：馬達 111
4.3.3角度微控制器：舵機 116
4.3.4大型電器開關：繼電器 117
4.3.5測速計數：霍爾傳感器 119
4.4其他傳感器 121
4.4.1力學傳感器：開關、體重、加速計和陀螺儀 121
4.4.2熱學傳感器：人體感應器、溫度傳感器 126
4.4.3紅外傳感器：光敏傳感器、循跡傳感器 128
第5章樹莓派人工智能傳感器 131
5.1GoogleAIYVoiceKit 131
5.1.1組裝配置 131
5.1.2簡單錄音 133
5.1.3語音識別與命令 134
5.2谷歌語音套件 136
5.2.1組裝配置 136
5.2.2人臉和物品檢測引擎 137
5.2.3使用代碼演示人臉識別 139
5.3SeeedReSpeaker 140
5.3.1硬件規格介紹 140
5.3.2安裝驅動 141
5.3.3配置在線API 143
5.3.4語音識別與命令 145
5.4Pixy2Cam 145
5.4.1Pixy系列傳感器介紹 145
5.4.2連接到樹莓派 146
5.4.3顏色判定和巡線 147
5.4.4Python接口調用 150
第6章樹莓派構建機器人 152
6.1硬件規劃 152
6.1.1協議規劃：深入gpiozero 152
6.1.2協議規劃：I2C、SPI 158
6.1.3電路規劃：FRITZING 162
6.2軟件規劃 165
6.2.1命令控制：SSH 165
6.2.2電腦控制：gpiozero 169
6.2.3手機控制：BlueDot 172
6.3機器人構建 175
6.3.1遠程控制機器人 175
6.3.2循跡機器人 177
6.3.3跟隨/避障機器人 180
6.4監測樹莓派狀態 181
6.4.1命令行檢測 181
6.4.2蘋果手機監控：PiHelper 184
6.4.3安卓手機監控：RaspController 186
第7章樹莓派與產業機器人“語言”：ROS 190
7.1機器人操作系統ROS 190
7.1.1ROS是什么 190
7.1.2ROS用來做什么 190
7.1.3ROS版本的選擇 191
7.1.4在樹莓派上安裝Ubuntu 192
7.1.5在Ubuntu上安裝ROS 196
7.2文件系統概覽 197
7.2.1安裝ros-tutorials案例包 197
7.2.2ROS軟件包結構 197
7.3ROS節點 200
7.3.1首先啟動內核roscore 200
7.3.2啟動節點rosnode 201
7.3.3啟動文件 203
7.4ROS話題 205
7.4.1rostopic命令 207
7.4.2消息傳遞過程 209
7.5ROS服務、參數和調試 211
7.5.1服務rosservice 211
7.5.2參數rosparam 214
7.5.3打印ROS日志 216
第8章樹莓派集成機器人與人工智能 219
8.1樹莓派ROS傳感器 219
8.1.1配置宿主機和客戶機 219
8.1.2樹莓派連接攝像頭 221
8.1.3樹莓派連接激光雷達 223
8.1.4樹莓派連接3D攝像頭 225
8.2樹莓派連接操縱手柄 226
8.2.1硬件準備：PS3、PS4、XBOX 226
8.2.2驅動安裝和測試 227
8.2.3代碼編寫與軟件包編譯 229
8.2.4使用手柄控制小烏龜 231
8.3手機控制ROS機器人 231
8.3.1遠程控制：ROSControl 232
8.3.2人機界面：PocketBotforROS 234
8.3.3智能語音：ROSTeleopController 236
8.4ROS人工智能 238
8.4.1現實世界的人工智能 238
8.4.2機器人視覺：OpenCV 239
8.4.3機器人地圖：SLAM 241
8.4.4機器人導航：Navigation 242 |
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