描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111558095
内容简介
随着科学技术的发展，特别是人工智能与机器人的结合，机器人不再局限于工业应用和研究所内，日益受到大众的关注。LEGOMindstorms（乐高机器人）是可编程主机、电动马达、传感器、LEGOTechnic部分（齿轮、轮轴、横梁、插销）的统称。许多语言都能对Mindstorms进行编程，包括Lego、Basic、Java的衍生版、Smalltalk和C语言。EV3大的特点是无需使用计算机就可进行编程，它受到机器人爱好者的欢迎。本书详细介绍了使用Mindstorms设备和LEGOTechnic进行机器人设计、构建和编程的基础知识，为机器人爱好者和乐高爱好者提供全面、系统的实用指南。
目 录
目 录
推荐序
译者序
前言
致谢
第1章 介绍LEGO Mindstorms EV31
1.1 了解 EV3 套装：从你打开包装的那一刻开始1
1.1.1 EV3电子部件2
1.1.2 EV3软件4
1.1.3 搭建部件5
1.1.4 搭建指南和试验板8
1.2 比较EV3和NXT9
小结9
第2章 搭建自动驾驶汽车：入门车型10
2.1 从自动驾驶汽车开始10
2.1.1 你可以使用自动驾驶汽车做什么10
2.1.2 组装自动驾驶汽车12
2.2 了解EV3程序块界面21
2.2.1 使用程序块按键21
2.2.2 探索基础界面22
2.2.3 操作自动驾驶汽车26
小结26
第3章 让我们开始编程27
3.1 什么是编程27
3.1.1 与机器人沟通27
3.1.2 了解编程语言28
3.1.3 预览 EV3 软件系统28
3.2 启动EV3软件29
3.2.1 你在屏幕上看到了什么29
3.2.2 了解编程界面和图形化语言32
3.2.3 开始习惯界面34
3.3 将程序下载至机器人37
3.3.1 将EV3程序块连接至计算机37
3.3.2 在软件中读取EV3程序块39
小结41
第4章 探索动作模块第一部分：电机编程42
4.1 了解模块编程基础42
4.1.1 规则1：使用开始模块42
4.1.2 规则2：尊重程序流程43
4.1.3 编程模块结构概览44
4.2 开始认识电机的输入值44
4.2.1 关闭、开启及开启指定秒数模式45
4.2.2 开启指定度数和指定圈数模式46
4.2.3 电机功率输入和电机方向48
4.3 使用大型电机模块和中型电机模块控制电机48
4.3.1 使用大型电机模块工作49
4.3.2 使用大型电机模块新建程序49
4.4 使用移动转向模块控制两个电机52
4.4.1 使用移动转向模块工作52
4.4.2 使用移动转向模块新建程序55
4.5 使用移动槽模块控制电机的功率等级59
4.5.1 使用移动槽模块工作59
4.5.2 使用移动槽模块新建程序59
小结60
第5章 探索动作模块第二部分：使用显示、声音和程序块状态灯模块61
5.1 显示模块61
5.1.1 显示文本：文本—像素和文本—网格模式63
5.1.2 绘制形状：线、圆圈、矩形和点模式68
5.1.3 显示图像：图像模式71
5.1.4 重置显示：重置屏幕模式75
5.2 声音模块75
5.2.1 播放文件模式76
5.2.2 播放音调模式78
5.2.3 播放音符模式79
5.2.4 停止模式80
5.3 程序块状态灯模块80
5.3.1 开启模式80
5.3.2 关闭和重置模式81
小结81
第6章 探索流程模块82
6.1 开始模块82
6.1.1 开始程序82
6.1.2 展示代码83
6.2 等待模块83
6.2.1 等待模块的比较模式84
6.2.2 等待模块的更改模式84
6.2.3 时间模式85
6.2.4 程序块按钮模式86
6.3 循环模块88
6.3.1 无限制、计数和时间模式89
6.3.2 程序块按钮模式90
6.4 循环中断模块91
6.5 切换模块92
6.5.1 切换模块中的比较模式93
6.5.2 切换模块中的测量模式95
6.5.3 使用来自数据线的值96
小结97
第7章 搭建间谍兔：一个可以对其周围环境做出反应的机器人98
7.1 了解间谍兔98
7.1.1 间谍兔的性格99
7.1.2 组装间谍兔99
7.2 测试间谍兔的移动组件115
小结116
第8章 感知环境：使用红外线、触动和颜色传感器117
8.1 了解传感器117
8.2 介绍EV3传感器118
8.3 使用红外传感器和远程红外信标118
8.3.1 远程红外信标119
8.3.2 远程模式120
8.3.3 信标模式122
8.3.4 近程模式124
8.3.5 使用红外传感器在端口查看中读取数值127
8.3.6 使用红外传感器和远程红外编程128
8.4 使用触动传感器132
8.4.1 为间谍兔添加触动传感器133
8.4.2 使用触动传感器在端口查看中读取数值135
8.4.3 使用触动传感器编程135
8.5 使用颜色传感器138
8.5.1 颜色模式138
8.5.2 反射光强度模式140
8.5.3 环境光强度模式140
8.5.4 为间谍兔添加颜色传感器142
8.5.5 使用颜色传感器在端口查看中读取数值144
8.5.6 使用颜色传感器编程144
小结146
第9章 使用计时器和电机旋转传感器147
9.1 了解计时器147
9.1.1 在编程模块中使用计时器148
9.1.2 使用计时器编程151
9.2 了解电机旋转传感器153
9.2.1 在编程模块中使用电机旋转传感器153
9.2.2 使用电机旋转传感器编程156
小结159
第10章 搭建龟先生：海龟机器人160
10.1 了解龟先生160
10.1.1 龟先生的身体结构161
10.1.2 组装龟先生162
10.2 测试龟先生的移动182
小结183
第11章 使用数据线编程并使用“我的模块”184
11.1 什么是数据线 184
11.2 数据线是如何工作的 185
11.2.1 由数据线编程开始185
11.2.2 使用模块输入和输出187
11.2.3 了解数据类型和数据线类型187
11.3 传感器模块和数据线 190
11.3.1 设置传感器模块191
11.3.2 练习1：耶！我发现了些什么 192
11.3.3 练习2：你能听到我吗193
11.3.4 练习3：亮光唤醒龟先生194
11.4 介绍我的模块 195
11.4.1 使用我的模块创建器195
11.4.2 导出和导入我的模块199
小结200
第12章 使用数据操作模块201
12.1 变量模块 201
12.1.1 什么是变量202
12.1.2 设置变量模块202
12.2 常量模块 206
12.2.1 常量模块的多种模式207
12.2.2 动作中的常量模块207
12.3 阵列运算模块 208
12.3.1 附加模式 2
推荐序
译者序
前言
致谢
第1章 介绍LEGO Mindstorms EV31
1.1 了解 EV3 套装：从你打开包装的那一刻开始1
1.1.1 EV3电子部件2
1.1.2 EV3软件4
1.1.3 搭建部件5
1.1.4 搭建指南和试验板8
1.2 比较EV3和NXT9
小结9
第2章 搭建自动驾驶汽车：入门车型10
2.1 从自动驾驶汽车开始10
2.1.1 你可以使用自动驾驶汽车做什么10
2.1.2 组装自动驾驶汽车12
2.2 了解EV3程序块界面21
2.2.1 使用程序块按键21
2.2.2 探索基础界面22
2.2.3 操作自动驾驶汽车26
小结26
第3章 让我们开始编程27
3.1 什么是编程27
3.1.1 与机器人沟通27
3.1.2 了解编程语言28
3.1.3 预览 EV3 软件系统28
3.2 启动EV3软件29
3.2.1 你在屏幕上看到了什么29
3.2.2 了解编程界面和图形化语言32
3.2.3 开始习惯界面34
3.3 将程序下载至机器人37
3.3.1 将EV3程序块连接至计算机37
3.3.2 在软件中读取EV3程序块39
小结41
第4章 探索动作模块第一部分：电机编程42
4.1 了解模块编程基础42
4.1.1 规则1：使用开始模块42
4.1.2 规则2：尊重程序流程43
4.1.3 编程模块结构概览44
4.2 开始认识电机的输入值44
4.2.1 关闭、开启及开启指定秒数模式45
4.2.2 开启指定度数和指定圈数模式46
4.2.3 电机功率输入和电机方向48
4.3 使用大型电机模块和中型电机模块控制电机48
4.3.1 使用大型电机模块工作49
4.3.2 使用大型电机模块新建程序49
4.4 使用移动转向模块控制两个电机52
4.4.1 使用移动转向模块工作52
4.4.2 使用移动转向模块新建程序55
4.5 使用移动槽模块控制电机的功率等级59
4.5.1 使用移动槽模块工作59
4.5.2 使用移动槽模块新建程序59
小结60
第5章 探索动作模块第二部分：使用显示、声音和程序块状态灯模块61
5.1 显示模块61
5.1.1 显示文本：文本—像素和文本—网格模式63
5.1.2 绘制形状：线、圆圈、矩形和点模式68
5.1.3 显示图像：图像模式71
5.1.4 重置显示：重置屏幕模式75
5.2 声音模块75
5.2.1 播放文件模式76
5.2.2 播放音调模式78
5.2.3 播放音符模式79
5.2.4 停止模式80
5.3 程序块状态灯模块80
5.3.1 开启模式80
5.3.2 关闭和重置模式81
小结81
第6章 探索流程模块82
6.1 开始模块82
6.1.1 开始程序82
6.1.2 展示代码83
6.2 等待模块83
6.2.1 等待模块的比较模式84
6.2.2 等待模块的更改模式84
6.2.3 时间模式85
6.2.4 程序块按钮模式86
6.3 循环模块88
6.3.1 无限制、计数和时间模式89
6.3.2 程序块按钮模式90
6.4 循环中断模块91
6.5 切换模块92
6.5.1 切换模块中的比较模式93
6.5.2 切换模块中的测量模式95
6.5.3 使用来自数据线的值96
小结97
第7章 搭建间谍兔：一个可以对其周围环境做出反应的机器人98
7.1 了解间谍兔98
7.1.1 间谍兔的性格99
7.1.2 组装间谍兔99
7.2 测试间谍兔的移动组件115
小结116
第8章 感知环境：使用红外线、触动和颜色传感器117
8.1 了解传感器117
8.2 介绍EV3传感器118
8.3 使用红外传感器和远程红外信标118
8.3.1 远程红外信标119
8.3.2 远程模式120
8.3.3 信标模式122
8.3.4 近程模式124
8.3.5 使用红外传感器在端口查看中读取数值127
8.3.6 使用红外传感器和远程红外编程128
8.4 使用触动传感器132
8.4.1 为间谍兔添加触动传感器133
8.4.2 使用触动传感器在端口查看中读取数值135
8.4.3 使用触动传感器编程135
8.5 使用颜色传感器138
8.5.1 颜色模式138
8.5.2 反射光强度模式140
8.5.3 环境光强度模式140
8.5.4 为间谍兔添加颜色传感器142
8.5.5 使用颜色传感器在端口查看中读取数值144
8.5.6 使用颜色传感器编程144
小结146
第9章 使用计时器和电机旋转传感器147
9.1 了解计时器147
9.1.1 在编程模块中使用计时器148
9.1.2 使用计时器编程151
9.2 了解电机旋转传感器153
9.2.1 在编程模块中使用电机旋转传感器153
9.2.2 使用电机旋转传感器编程156
小结159
第10章 搭建龟先生：海龟机器人160
10.1 了解龟先生160
10.1.1 龟先生的身体结构161
10.1.2 组装龟先生162
10.2 测试龟先生的移动182
小结183
第11章 使用数据线编程并使用“我的模块”184
11.1 什么是数据线 184
11.2 数据线是如何工作的 185
11.2.1 由数据线编程开始185
11.2.2 使用模块输入和输出187
11.2.3 了解数据类型和数据线类型187
11.3 传感器模块和数据线 190
11.3.1 设置传感器模块191
11.3.2 练习1：耶！我发现了些什么 192
11.3.3 练习2：你能听到我吗193
11.3.4 练习3：亮光唤醒龟先生194
11.4 介绍我的模块 195
11.4.1 使用我的模块创建器195
11.4.2 导出和导入我的模块199
小结200
第12章 使用数据操作模块201
12.1 变量模块 201
12.1.1 什么是变量202
12.1.2 设置变量模块202
12.2 常量模块 206
12.2.1 常量模块的多种模式207
12.2.2 动作中的常量模块207
12.3 阵列运算模块 208
12.3.1 附加模式 2
前 言
前 言最新的LEGO Mindstorms 套装上市啦！你可以使用EV3搭建更智能、更强大的自主和互动式机器人。这个套装包括500多块乐高科技零件，你也可以获得升级的组件令你的乐高作品变得像机器人。这些组件包括将作为机器人大脑的可编程程序块（微型计算机）、将作为机器人肌肉的电机，以及使机器人意识到周围世界的传感器。使这个组件更酷的是EV3软件，它成为连接你和机器人的桥梁。你可以使用这个软件编写数不清的程序，并将它们下载到可编程程序块中使你的机器人富有生命。
我相信EV3套装是可以用在任何地方且最人性化的机器人套件之一。非常神奇的是，使用这个套装搭建和编程真的不需要任何经验。你对机器人的热情才是你需要的一切。不管怎样，如果你有一位可以指引你的伙伴，那么和EV3一起探索机器人世界的过程将更令人心满意足。本书将成为你探索时的伙伴。
本书将从你打开EV3盒子时看到的部件开始介绍，以如何开始制作你自己的机器人为结束，中间部分将涵盖从基础到高级的广泛编程内容。这些课程以项目的形式呈现，均可以用你自己的EV3套装完成。本书共包含五个机器人项目，我希望通过你的EV3旅程可以使你去挑战自己成为更好的创客。
下面是本书的组成部分：
第1章介绍LEGO Mindstorms EV3套装。
第2章将搭建入门小车（被称为自动驾驶汽车），它也将成为你在第3章至第6章里进行编程时使用的核心机器人。
那只你将在第7章里见到的间谍兔会在第8章和第9章陪伴你，并向你介绍传感器编程。
第10章和第11章将搭建龟先生（一只海龟机器人）并使其拥有生命。
第12章介绍了高级编程技巧。
第13章将搭建一个像人一样的大肚机器人，它可以进食，还可以便便。
第14章不仅仅介绍机器小狗Guapo，还将介绍一些设计机器人的诀窍。
附录将帮助你使用蓝牙或WiFi将程序下载到EV3程序块中。
如果你是初学者，我建议你从头至尾阅读本书。读完之后，你将在使用EV3的过程中更加有信心自己搭建机器人和编程。如果你拥有使用LEGO Mindstorms搭建机器人的经验，你可以根据需要跳读书中的内容（但是，不要错过那些机器人）。本书将作为对你已掌握知识的参考，以及未来搭建和编程的实用工具。
你是否吃过有果冻夹心的硬糖？在写本书的时候，我希望读者可以像吃一块夹心糖果一样学会如何使用EV3。你很努力地去融化糖果的外部想要吃到很有嚼劲的内心。无论你多努力，这个过程都将收获奖励，因为吃糖果的时候是十分甜蜜和满足的。探索EV3从而变成一位机器人搭建大师可能会是一个漫长的旅程，但是我希望你一页一页地翻阅本书，就像融化糖果的过程一样。
致 谢从此书开始编写的第一天到现在，我离不开以下这些人的支持。
来自Wiley出版社的编辑Mary James和Jennifer Lynn，一直鼓励我坚持并督促我如期完成。还有技术编辑Damien Kee，为本书提供了具有价值的建议。
来自互动电子媒体课程的Tom Igoe向Wiley出版社介绍了我，并使本书得以出版。
RoboFun公司的成员，尤其是公司的首席执行官Laura Allen，在一开始，就给了我以乐高机器人技术课程研发作为职业生涯开端的机会。我还要感谢Lisa Whitmer，她作为RoboFun公司的项目总监一直鼓励我充分开拓自己的思维。
我的朋友Brian Cohen和Maria Tranquilli，他们的创造精神和乐观让我更有信心成为一名艺术家。
我的室友Aya Takemoto和Christine McCaleb，当我在房间里连续写作几小时且不发出声音时，她们会来确认我是否安好。
我的最初支持者和老师—我的父母Sun Tae Park和Soon Gil Lee，他们始终支持着我，并只盼望我的所有梦想都能成真。还有我的姐妹—Ji Hye Park和Hyun Jung Park，她们总是鼓励我，帮助我改变因循守旧的习惯，并且相信我可以克服任何困难。
Lucian Reynolds以她无尽的耐心、鼓励、建议和幽默在写作过程中的每一个时刻支持着我。甚至在我怀疑自己的时候，她都始终相信我有完成本书的能力。
致没有被提到的其他朋友，致所有因为我太忙于撰写本书而被我“改天再约”但依旧让我留在他们生活中的所有人。谢谢你们。
我相信EV3套装是可以用在任何地方且最人性化的机器人套件之一。非常神奇的是，使用这个套装搭建和编程真的不需要任何经验。你对机器人的热情才是你需要的一切。不管怎样，如果你有一位可以指引你的伙伴，那么和EV3一起探索机器人世界的过程将更令人心满意足。本书将成为你探索时的伙伴。
本书将从你打开EV3盒子时看到的部件开始介绍，以如何开始制作你自己的机器人为结束，中间部分将涵盖从基础到高级的广泛编程内容。这些课程以项目的形式呈现，均可以用你自己的EV3套装完成。本书共包含五个机器人项目，我希望通过你的EV3旅程可以使你去挑战自己成为更好的创客。
下面是本书的组成部分：
第1章介绍LEGO Mindstorms EV3套装。
第2章将搭建入门小车（被称为自动驾驶汽车），它也将成为你在第3章至第6章里进行编程时使用的核心机器人。
那只你将在第7章里见到的间谍兔会在第8章和第9章陪伴你，并向你介绍传感器编程。
第10章和第11章将搭建龟先生（一只海龟机器人）并使其拥有生命。
第12章介绍了高级编程技巧。
第13章将搭建一个像人一样的大肚机器人，它可以进食，还可以便便。
第14章不仅仅介绍机器小狗Guapo，还将介绍一些设计机器人的诀窍。
附录将帮助你使用蓝牙或WiFi将程序下载到EV3程序块中。
如果你是初学者，我建议你从头至尾阅读本书。读完之后，你将在使用EV3的过程中更加有信心自己搭建机器人和编程。如果你拥有使用LEGO Mindstorms搭建机器人的经验，你可以根据需要跳读书中的内容（但是，不要错过那些机器人）。本书将作为对你已掌握知识的参考，以及未来搭建和编程的实用工具。
你是否吃过有果冻夹心的硬糖？在写本书的时候，我希望读者可以像吃一块夹心糖果一样学会如何使用EV3。你很努力地去融化糖果的外部想要吃到很有嚼劲的内心。无论你多努力，这个过程都将收获奖励，因为吃糖果的时候是十分甜蜜和满足的。探索EV3从而变成一位机器人搭建大师可能会是一个漫长的旅程，但是我希望你一页一页地翻阅本书，就像融化糖果的过程一样。
致 谢从此书开始编写的第一天到现在，我离不开以下这些人的支持。
来自Wiley出版社的编辑Mary James和Jennifer Lynn，一直鼓励我坚持并督促我如期完成。还有技术编辑Damien Kee，为本书提供了具有价值的建议。
来自互动电子媒体课程的Tom Igoe向Wiley出版社介绍了我，并使本书得以出版。
RoboFun公司的成员，尤其是公司的首席执行官Laura Allen，在一开始，就给了我以乐高机器人技术课程研发作为职业生涯开端的机会。我还要感谢Lisa Whitmer，她作为RoboFun公司的项目总监一直鼓励我充分开拓自己的思维。
我的朋友Brian Cohen和Maria Tranquilli，他们的创造精神和乐观让我更有信心成为一名艺术家。
我的室友Aya Takemoto和Christine McCaleb，当我在房间里连续写作几小时且不发出声音时，她们会来确认我是否安好。
我的最初支持者和老师—我的父母Sun Tae Park和Soon Gil Lee，他们始终支持着我，并只盼望我的所有梦想都能成真。还有我的姐妹—Ji Hye Park和Hyun Jung Park，她们总是鼓励我，帮助我改变因循守旧的习惯，并且相信我可以克服任何困难。
Lucian Reynolds以她无尽的耐心、鼓励、建议和幽默在写作过程中的每一个时刻支持着我。甚至在我怀疑自己的时候，她都始终相信我有完成本书的能力。
致没有被提到的其他朋友，致所有因为我太忙于撰写本书而被我“改天再约”但依旧让我留在他们生活中的所有人。谢谢你们。
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