机器人编程设计与实现 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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曹琳琳，王绍锋 著

图书标签:

• 机器人
• 编程
• 设计
• 实现
• 嵌入式系统
• 控制系统
• 人工智能
• STEM教育
• 电子工程
• 自动化

出版社： 华中科技大学出版社

ISBN：9787568026826

版次：1

商品编码：12173228

包装：平装

丛书名： 应用型本科信息大类专业“十三五”规划教材

开本：16开

出版时间：2017-04-01

用纸：胶版纸

页数：180

字数：278000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：本书可作为普通高等院校计算机、软件、电信、电子、电气、机械、信息工程和机器人相关专业的教材，也可以作为机器人爱好者的参考书。
roboBASIC语言是用于控制机器人动作的专门语言，相对于其他类型的语言更简单，因此机器人编程爱好者和普通高等院校初学机器人技术及编程的学生特别适合选用roboBASIC软件来编程。本书采用由浅入深、循序渐进的方法，结合大量实例，详细介绍roboBASIC软件、roboBASIC语言语法及MF机器人基本动作程序设计，让读者能够直观、系统地了解相关知识，并将所学的知识尽快地运用于实践。

内容简介

本书以目前流行的机器人编程语言roboBASIC为基础，主要介绍roboBASIC软件、roboBASIC语言语法，以及MF机器人编程设计等相关知识。
本书共7章，主要包括概论、仿人机器人发展概况、roboBASIC软件介绍、roboBASIC语言语法介绍、MF机器人基本动作程序设计、机器人编程语言、未来机器人。本书通俗易懂、程序设计丰富，能助读者独立完成程序编写。
为了方便教学，本书还配有电子课件等教学资源包，任课教师和学生可以登录“我们爱读书”网（www.ibook4us.com）在线浏览，或者发邮件至hustpeiit@163.com免费索取。
本书可作为普通高等院校计算机、软件、电信、电子、电气、机械、信息工程和机器人相关专业的教材，也可以作为机器人爱好者的参考书。

目录

第1章概论（）

1.1机器人的发展历史（）

1.1.1机器人名字的由来（）

1.1.2国内机器人发展历史（）

1.1.3国外机器人发展历史（）

1.2机器人的定义（）

1.2.1机器人的概念（）

1.2.2新一代机器人的特征（）

1.3机器人的分类（）

1.3.1按国家标准分类（）

1.3.2按机器人发展时期分类（）

1.3.3按几何结构分类（）

1.3.4按机器人的控制方式分类（）

1.3.5按机器人的驱动方式分类（）

1.3.6按机器人的用途分类（）


第2章仿人机器人发展概况（）

2.1仿人机器人的定义（）

2.1.1仿人机器人的概念（）

2.1.2仿人机器人的研究重点（）

2.2仿人机器人发展概述（）

2.2.1国外仿人机器人的发展现状（）

2.2.2国内仿人机器人的发展现状（）

2.2.3仿人型竞技娱乐机器人的研究现状（）


第3章roboBASIC软件介绍（）

3.1软件安装及操作界面（）

3.1.1在Windows 7系统下安装软件（）

3.1.2在Windows 10系统下安装软件（）

3.2roboBASIC v2.80介绍（）

3.2.1标题栏（）

3.2.2菜单栏（）

3.2.3工具栏（）

3.2.4辅助窗口（）

3.2.5状态栏（）


第4章roboBASIC语言语法介绍（）

4.1roboBASIC语法概述（）

4.2roboBASIC基本语法（）

4.2.1标识符集（）

4.2.2表达式和运算符（）

4.2.3数据变量和常量（）

4.2.4其他语法（）

4.3roboBASIC命令指令（）

4.3.1roboBASIC命令声明（）

4.3.2roboBASIC控制流指令（）

4.4roboBASIC电机控制指令（）

4.5roboBASIC语音控制指令（）

4.6roboBASIC外部通信指令（）


第5章MF机器人基本动作程序设计（）

5.1MF仿人机器人介绍（）

5.1.1MF机器人简介（）

5.1.2MF机器人硬件结构（）

5.1.3MF机器人组装步骤（）

5.2仿人机器人基本动作（）

5.2.1站立欢呼的程序设计（）

5.2.2弯腰欢呼的程序设计（）

5.2.3获胜礼仪动作的程序设计（）

5.2.4敬礼动作的程序设计（）

5.2.5倒地后站立的程序设计（）

5.2.6机器人抱抱的程序设计（）

5.3仿人机器人行走动作的程序设计（）

5.3.1向前一步动作的程序设计（）

5.3.2后退一步动作的程序设计（）

5.3.3连续行走的程序设计（）

5.4仿人机器人原地动作的程序设计（）

5.4.1原地踏步动作的程序设计（）

5.4.2向左跨步的程序设计（）

5.4.3向右跨步的程序设计（）

5.4.4原地向左右转动作的程序设计（）

5.4.5飞翔动作的程序设计（）

5.4.6单脚抬起独立动作的程序设计（）

5.5仿人机器人翻滚动作的程序设计（）

5.5.1倒立动作的程序设计（）

5.5.2左右翻滚动作的程序设计（）

5.5.3前后翻滚动作的程序设计（）

5.6复杂动作的程序设计（）

5.6.1单杠运动的程序设计（）

5.6.2斜坡运动的程序设计（）

5.6.3阶梯运动的程序设计（）


第6章机器人编程语言（）

6.1机器人语言系统概述（）

6.1.1机器人语言的特点（）

6.1.2机器人语言系统的结构（）

6.1.3机器人的控制方式（）

6.2机器人编程要求与语言类型 （）

6.2.1机器人编程要求（）

6.2.2机器人编程语言类型（）

6.3机器人编程语言的基本功能和发展（）

6.3.1机器人编程语言的基本功能（）

6.3.2机器人编程语言的发展（）

6.4常用机器人编程语言（）

6.4.1AL语言（）

6.4.2VAL语言（）

6.4.3IML语言（）


第7章未来机器人（）

7.1发展趋势（）

7.2仿生机器人（）

7.2.1兽型机器人（）

7.2.2蛇形机器人（）

7.2.3昆虫机器人（）

7.2.4蝎子机器人（）

7.2.5蜗牛机器人（）

7.2.6壁虎机器人（）

7.2.7爬树机器人（）

7.3未来机器人（）

7.3.1自适应机器人（）

7.3.2球形机器人（）

7.3.3微型机器人（）

7.3.4纳米机器人（）

7.3.5无线机器人（）

7.4其他机器人（）

7.4.1太阳能飞机（）

7.4.2超级机器人（）

7.4.3智能广域机器人（）

参考文献（）

精彩书摘

第3章
roboBASIC软件介绍


roboBASIC是由韩国MINIROBOT公司于2006年研发并且注册，用于控制机器人动作的专用语言。

3.1软件安装及操作界面
3.1.1在Windows 7系统下安装软件
安装步骤如下：
（1）安装roboBASIC MF v2.80软件。在光盘中，“Metal Fighter光盘\English \roboBASIC MF v2.80E (20090708) _English”文件夹的内容如图3��1所示，双击“setup.exe”文件，开始安装roboBASIC MF v2.80软件(单击“roboBASIC MF v2.80.msi”也可以安装)。



图3��1文件夹的内容



（2）单击“Next”按钮，如图3��2所示。



图3��2Windows 7系统下的安装步骤1




（3）选择安装路径（一般建议安装在C盘），单击“Next”按钮，如图3��3所示。



图3��3Windows 7系统下的安装步骤2



（4）出现图3��4所示的对话框，再单击“Next”按钮。



图3��4Windows 7系统下的安装步骤3



（5）程序开始安装，如图3��5所示。



图3��5Windows 7系统下的安装步骤4



（6）出现图3��6所示的对话框，表示安装成功，单击“Close”按钮，即可退出安装界面。



图3��6Windows 7系统下的安装步骤5





图3��7桌面快捷方式图标



（7）此时会发现在桌面上已经出现了图3��7所示的图标，双击该图标即可进入roboBASIC软件界面，进行*.bas文件的编译。

（8）安装补丁。在Windows Vista和Windows 7系统下，有的时候会遇到这样的情况：按照前述操作步骤正确安装了roboBASIC软件，打开后却不能正常使用，比如说按键显示为灰色，不能打开*.bas文件等情况，一般是由注册表设置不正确造成的，但不同的计算机出现的情况也有可能不同，这时就需要安装补丁。
在光盘中，“Metal Fighter光盘\English\robobasic_ Vista_Windows7_init”文件夹的内容如图3��8所示。



图3��8安装光盘文件夹的内容



Windows OS有32bit和64bit的区分。当用户计算机是32bit OS系统时，选择“robobasic_32bit_OS _init(windows vista,7).bat”文件，进行安装。当用户计算机是64bit OS系统时，选择“robobasic_64bit_OS_ init (windows vista,7).bat”文件，进行安装。
注意：在Windows 7系统环境下，有时尽管正确安装了补丁，也不能保证roboBASIC可用。如何辨别安装成功与否呢？①可以看安装补丁的时候有没有报错。如果弹出一个对话框说某模块缺失，则说明在Windows 7系统中roboBASIC无法正常使用；②打开roboBASIC软件，执行“文件”→“新建”命令，发现软件没有任何反应，进行其他操作，roboBASIC还是显示图3��9所示的界面，这种情况下roboBASIC也是不能正常使用的。



图3��9roboBASIC不能正常使用



3.1.2在Windows 10系统下安装软件
roboBASIC MF v2.80在Windows 10 系统下的具体安装方法与在Windows 7系统下的安装方法差不多，它与Windows 10完全兼容，用户无须安装补丁。
安装步骤如下：
（1）安装roboBASIC MF v2.80软件。在光盘中，“Metal Fighter光盘\English\roboBASIC MF v2.80E(20090708) _English”文件夹的内容如图3��10所示。



图3��10文件夹的内容



双击“setup”文件，开始安装roboBASIC MF v2.80软件(同样，单击“roboBASIC MF v2.80”也可以安装)。
（2）在安装向导对话框中单击“Next”按钮。
（3）选择好安装路径，单击“Next”按钮。
（4）单击“Next”按钮。
（5）程序默认安装，如图3��11所示。



图3��11程序默认安装

前言/序言

机器人产业涉及机器人研发、结构件生产、机器人单体制造、系统集成和售后服务及应用领域等多维度内容，且全球机器人产业发展迅速，我国机器人产业发展也呈现出强劲态势，迫切需要大量综合素质高的专业人才。为顺应市场发展要求，近年来很多高等院校的不同专业纷纷开设机器人的相关课程，培养适应产业发展需求的人才。相应地，机器人技术及编程等相关教材建设也同步推进。
本书共7章，主要包括概论、仿人机器人发展概况、roboBASIC软件介绍、roboBASIC语言语法介绍、MF机器人基本动作程序设计、机器人编程语言、未来机器人等。
roboBASIC语言是用于控制机器人动作的专门语言，相对于其他类型的语言更简单，因此机器人编程爱好者和普通高等院校初学机器人技术及编程的学生特别适合选用roboBASIC软件来编程。本书采用由浅入深、循序渐进的方法，结合大量实例，详细介绍roboBASIC软件、roboBASIC语言语法及MF机器人基本动作程序设计，让读者能够直观、系统地了解相关知识，并将所学的知识尽快地运用于实践。
本书由哈尔滨远东理工学院曹琳琳、王绍锋任主编，由黑龙江省民政职业技术学校李喜文、哈尔滨远东理工学院崔金香及芦关山任副主编，具体分工如下：第1章由李喜文编写，第2章和第7章由崔金香编写，第3章由芦关山编写，第4章由王绍锋编写，第5章和第6章由曹琳琳编写，马丽华、郑立平、刘丽娜也参与了本书的编写工作。全书由曹琳琳统稿。
为了方便教学，本书还配有电子课件等教学资源包，任课教师和学生可以登录“我们爱读书”网（www.ibook4us.com）在线浏览，或者发邮件至hustpeiit@163.com免费索取。
由于水平有限，书中难免有错误和不妥之处，恳请广大读者批评指正，特此为谢。

《探索代码的奇迹：软件开发的艺术与实践》 一、 引言：数字世界的基石 我们生活在一个被代码深深塑造的时代。从智能手机上的应用程序，到支撑全球经济运转的复杂系统，再到改变我们沟通、学习和娱乐方式的数字平台，软件无处不在。它们是现代文明的基石，也是推动人类进步的强大引擎。然而，软件的诞生并非易事，它需要精妙的设计、严谨的逻辑和持续的迭代。本书《探索代码的奇迹：软件开发的艺术与实践》旨在揭开软件开发的面纱，带领读者深入了解这一迷人而关键的领域。我们不关注具体的编程语言或工具，而是着重于软件开发背后的核心理念、通用方法论和高质量实践，帮助读者构建起对软件开发本质的深刻理解，为他们未来深入学习特定技术打下坚实的基础。 二、 软件开发的灵魂：抽象与建模 任何复杂系统的构建都离不开“抽象”这一强大的思维工具。在软件开发中，抽象意味着抓住事物的本质，忽略不相关的细节，从而能够更高效地理解和处理问题。本书将深入探讨如何有效地进行抽象，包括识别关键实体、定义它们之间的关系以及构建不同层次的抽象模型。我们将从简单的概念模型入手，逐步过渡到更复杂的领域模型，理解如何将现实世界的问题转化为软件能够理解和操作的结构。 概念模型： 如何从自然语言描述中提炼出核心概念，识别主体、客体、动作和状态。例如，在描述一个图书馆管理系统时，如何抽象出“书籍”、“读者”、“借阅”等核心概念。 领域模型： 如何将概念模型具象化，为每个概念定义属性和行为，并建立它们之间的联系。我们将学习如何使用类图、序列图等可视化工具来表达领域模型，使其更加清晰易懂。 架构模式： 深入理解不同的软件架构模式，如分层架构、微服务架构、事件驱动架构等，以及它们如何帮助我们组织代码、管理复杂性并实现可伸缩性和可维护性。我们将分析不同模式的优缺点，以及何时选择哪种模式。 设计原则： 学习SOLID原则、KISS原则、DRY原则等经典的面向对象设计原则，理解它们如何指导我们写出更易于理解、扩展和维护的代码。我们将通过具体的案例来展示这些原则的应用。 三、 软件开发的心脏：算法与数据结构 算法是解决问题的步骤，而数据结构则是组织和存储数据的方式。它们共同构成了软件运行的核心。虽然本书不深入探讨某种特定语言的算法和数据结构实现，但我们会强调理解它们的原理和选择的重要性。 算法设计思维： 学习如何分析问题，将其分解为更小的可管理部分，并设计出有效的解决方案。我们将介绍几种经典的算法设计范式，如分治法、动态规划、贪心算法等，以及它们的应用场景。 基本数据结构： 理解数组、链表、栈、队列、树、图、哈希表等基本数据结构的特性，包括它们的存储方式、操作效率以及适用场景。我们将讨论如何在不同的场景下选择最合适的数据结构以优化性能。 时间与空间复杂度分析： 学习如何评估算法的效率，理解Big O表示法，并能够分析算法在时间和空间上的消耗。这对于编写高效、可扩展的软件至关重要。 四、 软件开发的骨骼：开发流程与工程实践 一个优秀的软件项目离不开清晰的开发流程和良好的工程实践。本书将介绍业界主流的软件开发方法论，以及支撑高质量软件交付的关键实践。 敏捷开发： 深入理解敏捷宣言的精神，以及Scrum、Kanban等敏捷方法论的实践。我们将探讨如何进行需求管理、迭代规划、团队协作以及持续反馈。 版本控制： 强调版本控制系统（如Git）在团队协作和代码管理中的核心作用。我们将讲解分支管理、合并冲突解决等基本操作，以及如何利用版本控制实现代码的追溯和协作。 测试驱动开发（TDD）： 介绍TDD的理念和实践，理解“先写测试，再写代码”的模式如何帮助我们编写更健壮、更易于测试的代码。 持续集成/持续部署（CI/CD）： 讲解CI/CD的概念，以及它如何自动化构建、测试和部署流程，从而提高开发效率和软件质量。 代码审查： 强调代码审查在发现问题、分享知识和提升团队整体编码水平方面的重要性。我们将讨论如何进行有效的代码审查。 五、 软件开发的声音：用户体验与可维护性 软件的最终目的是服务于用户。因此，用户体验（UX）和软件的可维护性是评价一个软件是否成功的关键指标。 用户为中心的设计： 探讨如何从用户的角度出发，理解他们的需求、痛点和使用习惯，并将其转化为软件的设计。我们将介绍一些用户研究和可用性测试的基本方法。 可读性与清晰度： 强调编写清晰、易懂的代码的重要性。我们将讨论命名规范、代码注释、模块化设计等如何提升代码的可读性。 可扩展性与灵活性： 分析如何设计软件以适应未来可能的需求变化。我们将探讨设计模式、插件化架构等如何增强软件的可扩展性。 可测试性： 强调在设计阶段就考虑代码的可测试性，以及如何通过模块化、依赖注入等技术来降低测试的难度。 文档的重要性： 讲解不同类型的软件文档（如需求文档、设计文档、用户手册等）的作用，以及如何编写清晰、准确的文档。 六、 软件开发的长跑：维护与演进 软件并非一次性的产品，它需要持续的维护和演进才能保持其生命力。 Bug修复与故障排除： 学习如何系统地分析和定位软件中的错误，并有效地进行修复。 性能优化： 探讨如何识别和解决软件性能瓶颈，提升用户体验。 重构： 讲解重构的概念，以及如何在不改变软件功能的前提下，改善代码的内部结构，提高其可读性和可维护性。 技术债务管理： 理解技术债务的含义，以及如何识别、度量和逐步偿还技术债务，避免其对项目造成长期的负面影响。 软件的生命周期管理： 概述软件从构思、开发、部署到退役的整个生命周期，以及在不同阶段需要关注的关键事项。 七、 结语：永无止境的学习之旅 软件开发是一个充满活力和不断变化的领域。技术的更新迭代速度极快，新的工具和方法论层出不穷。本书旨在为读者提供一个坚实的理论基础和广阔的视野，帮助他们理解软件开发的本质和核心价值。我们鼓励读者将本书的理念融入到实际的学习和实践中，保持好奇心和求知欲，在探索代码的奇迹中不断成长，成为一名优秀的软件开发者。软件开发的旅程是一场永无止境的学习和创造的盛宴，愿本书成为您踏上这段旅程的明智起点。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我对“实现”这个词都抱有很高的期望，希望能够看到理论与实践完美结合的典范。《机器人编程设计与实现》这本书，在这一点上可以说给我带来了巨大的惊喜。它不仅仅停留在理论层面，而是通过大量的实际工程案例，将抽象的概念具象化。书中对机器人硬件平台选择、底层驱动开发、实时操作系统应用等方面的讲解，细致入微，甚至到了元器件选型和接口协议的层面。例如，在介绍伺服电机控制时，书中不仅讲解了PID控制算法，还结合具体的编码器反馈和PWM信号生成，演示了如何编写高效稳定的控制程序，并分析了可能出现的震荡和超调等问题。更让我印象深刻的是，书中还涉及到了机器人通信协议的设计与实现，包括ROS（机器人操作系统）的节点间通信、数据包格式定义以及网络同步机制等。这些内容对于我来说，是过去学习中常常会感到模糊或难以深入的地方。通过这本书，我仿佛亲身经历了一次从零开始构建机器人的过程，每一个细节都充满了实践的智慧，让我对“实现”二字有了全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

我一直对自动化和控制系统有着浓厚的兴趣，所以《机器人编程设计与实现》这个书名立刻抓住了我的眼球。然而，当我沉浸其中时，发现这本书并非我预期的那种堆砌代码、直奔主题的技术手册。它更像是一本精心编织的网，从宏观的系统架构设计，到微观的传感器集成与算法选择，都做了极为详尽的阐述。我特别欣赏书中关于“机器人感知”和“运动规划”的论述。对于感知部分，作者不仅仅列举了各种传感器（如摄像头、激光雷达、IMU等）的原理，还深入分析了如何利用这些传感器数据进行环境建模、目标识别和定位，以及不同传感器融合的策略和挑战。在运动规划方面，从传统的路径搜索算法，到如今基于机器学习的端到端控制，都进行了细致的比对和分析，并提供了丰富的案例来佐证理论。书中对不同算法的优劣势、适用场景以及实现复杂度都做了清晰的说明，这对于我这种希望在实际项目中做出明智技术选择的开发者来说，简直是如获至宝。读完这部分，我感觉自己对如何让机器人“看懂”世界并“找到”出路有了更深刻的理解，也对接下来的编程实现有了更明确的方向。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，一本真正的好书，应该能够激发读者的好奇心，并引导他们去探索更广阔的知识海洋。《机器人编程设计与实现》做到了这一点，而且做得非常到位。它在介绍核心技术的同时，并没有忘记“连接”和“展望”。书中对于机器人与人工智能、机器学习、大数据等前沿技术的融合进行了深入的探讨，展示了机器人未来可能的发展方向，例如更具自主学习能力的机器人、更智能的人机交互方式，以及在医疗、教育、服务等各个领域更广泛的应用。这让我意识到，机器人技术并非孤立发展，而是与其他科技领域相互促进、共同演进的。我特别喜欢书中关于“未来挑战与机遇”的章节，它并没有回避机器人发展过程中可能遇到的瓶颈，比如计算资源限制、算法鲁棒性、安全性以及社会接受度等问题，而是积极地引导读者去思考解决方案，去拥抱这些挑战。读完这本书，我感觉自己对机器人技术不再只是停留在“知道”的层面，而是开始“理解”并“期待”它在未来扮演的角色，也燃起了深入研究和参与其中的热情。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到《机器人编程设计与实现》这本书时，我最关注的是它在“设计”这个环节上的着力点。我希望它能够教会我如何系统性地思考一个机器人的设计，如何从需求出发，一步步构建出满足要求的解决方案。这本书在这方面做得非常出色。它并没有急于介绍具体的编程语言或框架，而是将重心放在了“需求分析”、“功能分解”、“系统架构设计”以及“模块化设计”等早期阶段。书中提到了许多优秀的工程设计原则，例如“高内聚、低耦合”、“接口定义清晰”、“可扩展性设计”等等，并用通俗易懂的语言和图示解释了这些原则的重要性。尤其让我受益匪浅的是关于“机器人行为设计”的部分，它探讨了如何将复杂的任务分解为一系列可执行的子任务，以及如何为不同的子任务设计相应的控制策略和决策机制。书中还引入了一些先进的设计理念，例如基于状态机的行为控制、行为树等，并结合实际项目给出了具体的应用示例。这让我感觉，这本书不仅仅是教我如何“编程”，更是教我如何“思考”如何设计一个智能的、 robust 的机器人系统。

评分☆☆☆☆☆

一本偶然翻到的书，名字叫《机器人编程设计与实现》。翻开书页，我瞬间被一股严谨而又充满活力的学术氛围所吸引。它并没有直接铺陈大量的代码，而是从最基础的“为什么”和“是什么”入手，深入浅出地探讨了机器人的发展历程、核心原理以及未来趋势。作者对于机器人学的历史脉络梳理得相当清晰，从早期的机械装置到如今人工智能驱动的智能体，每一个阶段的关键技术突破和代表性成果都被细致地呈现出来。我尤其喜欢其中关于机器人伦理和社会影响的章节，它并没有将机器人视为纯粹的技术产物，而是将其置于更广阔的社会背景下进行审视，引发了我对人机协作、就业结构变化以及数据安全等议题的深入思考。读到这部分时，我不禁回想起自己曾经参与过的某个项目，当时只关注技术实现，而忽略了更深层次的社会责任。这本书无疑拓宽了我的视野，让我看到了机器人技术背后蕴含的巨大潜力和挑战，也让我更加审慎地对待未来的技术应用。它不仅仅是一本技术指南，更像是一次关于智能未来的思想启迪之旅，让我对“机器人”这个词有了更丰富、更立体的认知。