Absolute Beginners Guide to Building Robots pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Macmillan Computer Pub

作者:Branwyn, Gareth

出品人:

页数:384

译者:

出版时间:2003-9

价格:$ 39.54

装帧:Pap

isbn号码:9780789729712

丛书系列:

图书标签:

• Robotics
• Beginner
• DIY
• Electronics
• Programming
• Arduino
• Raspberry Pi
• STEM
• Education
• Automation

深入探索机械世界：面向进阶爱好者的机器人设计与实现 本书并非为初学者准备，它假定读者已经掌握了机器人基础概念，熟悉基本的编程逻辑和电子元件操作。我们聚焦于将理论知识转化为实际复杂系统的构建，带领您跨越“能动”到“智能”的鸿沟。 --- 第一部分：高级系统架构与模块化设计 第1章：复杂机器人系统的概念化与需求分析 本章将彻底摒弃“能让轮子转起来”的初级目标，转而关注多功能、高可靠性机器人的需求定义。我们将深入探讨面向特定任务（如自主导航、精密抓取、环境感知融合）的系统需求分解方法。重点分析系统冗余性、故障安全机制（Fail-Safe Design）在复杂系统中的必要性及其初步架构设计。讨论如何利用UML或SysML对复杂系统进行初步建模，确保硬件、软件和控制逻辑之间的清晰接口定义。 第2章：高性能嵌入式平台选型与优化 放弃对简单微控制器的依赖，本章详细比较和评估当前主流的高性能嵌入式系统，如NVIDIA Jetson系列、树莓派CM4的增强型版本以及工业级实时操作系统（RTOS）支持的FPGA/SoC平台。我们不仅讨论计算能力（FLOPS），更侧重于内存带宽、I/O吞吐量以及实时性保证。章节将指导读者如何根据算法需求（例如，高性能视觉处理或复杂的运动规划）选择最佳异构计算资源，并进行底层驱动程序的优化以最大化硬件效能。 第3章：模块化与接口标准的高级应用 在大型项目中，模块间的解耦至关重要。本章深入探讨工业级通信协议在机器人领域的应用，包括EtherCAT（侧重于高精度同步控制）、CAN FD（侧重于高带宽、低延迟的子系统通信）以及ROS 2中的DDS配置与QoS策略。重点讲解如何设计健壮的硬件/软件接口（API），确保即使单个模块被替换或升级，对整体系统的冲击最小化。讨论面向未来的可插拔硬件设计原则。 --- 第二部分：先进感知与环境建模 第4章：多传感器数据融合的概率论基础 本章要求读者具备扎实的线性代数和概率论基础。我们将从信息论的角度审视传感器噪声模型（高斯、泊松）。核心内容集中于卡尔曼滤波（KF）的扩展形式——扩展卡尔曼滤波（EKF）、无迹卡尔曼滤波（UKF）及其在非线性系统状态估计中的应用。更进一步，探讨粒子滤波（Particle Filter）在高维或非高斯噪声环境下的状态跟踪优势。 第5章：高精度三维环境重建与语义理解 超越基础的点云获取，本章专注于点云数据的处理与转化。详细介绍SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）算法的进阶变体，如基于图优化的SLAM（GTSAM/Ceres Solver）的内部工作原理。重点解析如何将原始LiDAR或深度相机数据转化为可用于规划的高质量、语义化的环境地图（Semantic Mapping），包括使用实例分割网络对场景元素进行实时标注。 第6章：视觉惯性里程计（VIO）的深度实现 对于需要高鲁棒性定位的系统，VIO是关键。本章从传感器标定（Extrinsic Calibration）的精确测量方法入手，深入解析VIO的优化流程，包括使用因子图优化（Factor Graph Optimization）对视觉特征跟踪误差和IMU预积分进行联合优化。读者将学习如何针对不同动态环境（如快速旋转、弱纹理区域）调整VIO模型的权重和约束。 --- 第三部分：复杂运动控制与动力学 第7章：刚体动力学建模与仿真验证 在精确控制前必须精确建模。本章教授如何使用牛顿-欧拉法或拉格朗日法推导复杂多自由度机械臂或移动操作器的精确动力学方程。重点介绍如何集成关节摩擦模型、驱动器饱和限制等非理想因素。读者将学习如何利用Simscape Multibody或Drake等专业工具包，在构建物理原型前进行高保真度的动力学仿真。 第8章：基于模型的预测控制（MPC）的高级应用 本章是实现高性能控制的核心。我们假设读者已了解PID控制。MPC章节将详细讲解如何构建和求解实时的二次规划（QP）或混合整数二次规划（MIQP）问题，以最小化控制输入与状态误差的成本函数，同时严格遵守系统约束（如关节力矩限制、碰撞避免）。重点分析MPC在处理非线性系统（如足式机器人步态规划）中的计算效率优化策略。 第9章：接触动力学与操作规划（Manipulation） 对于需要与环境进行物理交互的机器人，接触点的处理是难点。本章探讨了离散接触模型与连续接触模型的区别，以及如何利用接触力矩约束来指导抓取过程。深入研究基于仿射不变性的抓取稳定性分析，并教授如何将运动规划器（如RRT或PRM）与零力矩闭环（ZMP）等稳定判据相结合，实现平稳的足式行走或力控操作。 --- 第四部分：自主决策与软件工程实践 第10章：行为树（Behavior Trees）与复杂任务编排 放弃简单的有限状态机（FSM），本章全面介绍行为树作为高级任务决策框架的应用。重点讲解如何设计、调试和热更新复杂的行为节点，如何实现节点的动态组合与数据传递，以应对突发的环境变化。提供大量关于如何将感知结果（如“发现目标A”）有效转化为控制指令（如“移动到A的50cm处”）的实例。 第11章：实时性保证与控制系统验证 本章关注的是软件的可靠性而非算法的创新性。深入探讨实时操作系统的调度策略（如优先级继承、死锁避免）。详细讲解如何使用C/C++进行性能分析（Profiling），识别和消除控制循环中的抖动（Jitter）。指导读者建立严格的软件单元测试和集成测试流程，确保系统在长时间、高负载运行下的稳定性。 第12章：分布式控制与高可用性架构 讨论在多核、多处理器系统上实现高效任务分配的策略。涵盖数据流编程模型在机器人软件架构中的应用，以及如何利用消息队列或发布-订阅机制进行跨进程、跨机器的可靠通信。本章的最终目标是指导读者构建一个能够自我诊断、具备部分容错能力的高可用性机器人软件框架。 --- 本书面向的读者群： 拥有扎实的微控制器经验，希望转向高性能嵌入式Linux或RTOS开发的高级爱好者。 希望将机器人技术应用于特定工程挑战（如精密制造、灾难搜救）的工程师。 已完成入门级项目，渴望理解并实现下一代机器人控制理论（MPC、SLAM优化）的研究人员。 你将获得的技能： 从“搭建一个可以运行的原型”到“设计一个可以在真实世界中可靠执行复杂任务的工程系统”。 （全书侧重于理论的工程化实现，大量数学推导与代码框架分析，无基础概念的重复讲解。）

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

我是一名普通的大学毕业生，对人工智能和自动化有着浓厚的兴趣，一直渴望能够将这份兴趣转化为实际的技能。然而，在寻找学习资源的過程中，我发现很多关于机器人制作的教程都过于侧重于某个特定领域的知识，缺乏一个整体性的指导。当我偶然发现了《Absolute Beginners Guide to Building Robots》这本书时，我仿佛找到了我一直在寻找的“地图”。这本书不仅仅是教你如何组装，更重要的是，它让你理解“为什么”要这样做。我特别欣赏书中关于“机器人运动学”的初步介绍，虽然只是入门级的讲解，但它已经让我对机器人如何进行精确的移动和定位有了一个基本的概念。这对我来说，是之前从未有过的深刻理解，让我看到了机器人“动起来”背后的科学原理。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期关注科技发展，但从未真正动手实践过的科技爱好者，《Absolute Beginners Guide to Building Robots》这本书的出现，无疑是一个巨大的福音。我总觉得，要理解一个新领域，最直接的方式就是亲手去尝试，但很多时候，我们缺乏一个清晰的起点和明确的指导。这本书恰恰填补了这一空白。它并没有一开始就抛出复杂的编程代码或者电路设计，而是从更宏观的角度，将机器人分解成几个核心部分，比如感知、决策和执行，然后逐一深入。我特别欣赏它对“执行器”的讲解，无论是直流电机、舵机还是步进电机，书中的解释都非常清晰，并且配有直观的图示，让我能够理解它们的工作原理以及在机器人中的应用场景。此外，书中还讨论了不同执行器在不同应用中的选择和权衡，这对于我这种想要建立系统性认知的人来说，非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在电子工程领域略有涉猎的学生，《Absolute Beginners Guide to Building Robots》这本书给了我一个全新的视角来审视机器人技术。我之前接触过一些微控制器编程，也了解一些基础的电子元件，但总感觉像是零散的碎片，缺乏将它们融合成一个完整系统的能力。这本书正好弥补了这一不足。它不仅仅停留在对单个组件的介绍，而是更注重于如何将这些组件有机地结合起来，构建一个能够执行特定任务的机器人。我特别欣赏书中关于“电源管理”的章节，这一点在很多入门级书籍中都被忽略了，但对于一个实际运行的机器人来说，稳定可靠的电源是至关重要的。《Absolute Beginners Guide to Building Robots》在这方面给出了非常实用的建议，从电池的选择到功率分配，都考虑得非常周到，这让我意识到，细节决定成败。

评分☆☆☆☆☆

我是一个已经工作多年的普通上班族，平时工作忙碌，但内心深处一直藏着一个想要动手制造东西的梦想。科技发展的日新月异让我感到一丝恐慌，也激起了我想要了解和学习新事物的冲动。在众多技术领域中，机器人吸引了我，但市面上很多关于机器人制作的书籍都过于专业，动辄就是复杂的电路图和晦涩的算法，让我望而却步。偶然的机会，我看到了《Absolute Beginners Guide to Building Robots》，它的名字就让我眼前一亮。这本书的语言风格非常接地气，没有太多学术化的表达，读起来一点压力都没有。它就像一位慈祥的长辈，耐心地向我这个“什么都不懂”的晚辈解释各种原理。我尤其喜欢它在讲解机械部分时，并没有忽略细节，比如如何选择合适的齿轮，如何固定马达，这些看似琐碎的问题，在书中都得到了详细的解答，让我感觉自己真的在学习如何“建造”而不是“组装”。

评分☆☆☆☆☆

我是一个喜欢挑战自己，对新鲜事物充满好奇心的中年人，一直以来都对科技前沿非常关注，特别是机器人技术，总觉得它是未来发展的必然方向。但现实中，学习机器人技术似乎门槛很高，我担心自己没有足够的时间和精力去学习复杂的理论。偶然间，我看到《Absolute Beginners Guide to Building Robots》这本书，它的名字让我觉得非常亲切，仿佛为我这样想要入门但又有些顾虑的人量身定做。这本书的语言风格非常朴实，没有那些华而不实的辞藻，而是真诚地分享着机器人建造的知识。我特别喜欢它在讲解“通信协议”的部分，虽然这是个相对技术性的内容，但书中用非常形象的比喻，将不同设备之间如何“交流”的原理讲得明明白白，让我不再觉得这个概念如此难以理解。

评分☆☆☆☆☆

我算是一个对电子技术略有了解的爱好者，手里也玩过一些Arduino和树莓派的小玩意儿，但总感觉自己缺少一个系统性的指导，尤其是在将这些零散的知识点串联起来，真正“建造”出一些有实际功能的机器人方面。这本书的出现，简直就像及时雨。它并没有因为目标读者是“绝对新手”就降低对内容的深度，而是在保持易懂的前提下，尽可能地涵盖了从基础理论到实践操作的各个环节。我尤其欣赏它对各种常用电子元件的讲解，不仅仅是罗列参数，而是深入分析了它们的工作原理，以及在机器人构建中扮演的关键角色。书中关于机械结构的部分也让我受益匪浅，我之前总是在电子部分纠结，但这本书让我意识到，一个好的机器人，机械设计同样至关重要。它提供了一些非常实用的结构设计思路和搭建技巧，让我不再觉得搭建机器人是一件只靠蛮力的事情。而且，书中还给我提供了一些关于项目规划和故障排除的思路，这对于刚起步的我来说，简直太宝贵了。

评分☆☆☆☆☆

我是一名高中生，一直以来都对科学和技术充满热情，尤其对那些能够自己移动、做出反应的“活”的东西特别着迷。身边很多同学都在讨论人工智能、自动化，但感觉那些都离我太遥远了。直到我看到了《Absolute Beginners Guide to Building Robots》，我感觉我找到了我一直以来想要学习的方向。这本书真的做到了“绝对初学者”的定位，它从最基础的概念讲起，比如说，为什么机器人需要轮子？不同的轮子有什么优缺点？它还详细解释了各种各样的传感器，比如超声波传感器是怎么测量距离的，红外传感器又是如何感应障碍物的。最让我兴奋的是，书中还提供了好几个循序渐进的机器人项目，从一个简单的避障小车，到一个可以跟随光线的机器人，这些项目都有非常详细的步骤和材料清单。我跟着书上的指导，尝试搭建了一个简单的底盘，然后又连接了几个传感器，那种看到自己亲手做的东西动起来的感觉，真的太棒了！

评分☆☆☆☆☆

我一直对机器人技术充满好奇，但总觉得这个领域高深莫测，难以入门。偶然间在书店翻到了《Absolute Beginners Guide to Building Robots》，名字就特别吸引我，仿佛为我量身定做。这本书的排版真的很舒服，不是那种密密麻麻的文字堆砌，而是有很多插图和图表，一步一步地展示如何进行操作。我特别喜欢它讲解基础概念的方式，不是直接扔出专业术语，而是用非常生活化的比喻来解释，比如把电路比作水管系统，把传感器比作机器人的“眼睛”和“耳朵”，这样我一下子就能抓住核心。我本来还担心会涉及很多复杂的数学公式，但这本书的处理方式让我很欣慰，它更多地侧重于实际动手，理论讲解也是以理解为目的，而不是考证。我还在书里学到了很多关于不同类型机器人组件的知识，比如电机、微控制器、传感器等等，它们各自有什么作用，在项目中如何搭配使用，这本书都给出了非常清晰的介绍。我真的迫不及待地想开始我的第一个机器人项目了！

评分☆☆☆☆☆

我一直对那些能够自主思考、行动的机器生命体充满了好奇，但现实中的机器人制作往往被贴上“烧钱”、“高门槛”的标签，让我迟迟不敢迈出第一步。直到我遇到了《Absolute Beginners Guide to Building Robots》，我才发现，原来建造机器人可以如此触手可及。《Absolute Beginners Guide to Building Robots》这本书的魅力在于，它将复杂的机器人技术“解构”成了一个个易于理解的单元。比如，它花了相当大的篇幅来讲解“微控制器”这个“大脑”，并且用了非常生动的类比来解释它的工作原理，让我不再对这个看似神秘的电子元件感到畏惧。书中对“传感器”的介绍也让我大开眼界，原来一个简单的机器人，可以通过各种传感器来感知世界，就像我们人类拥有眼睛、耳朵、鼻子一样。这本书真的让我看到了一个清晰的路径，让我知道，我也可以从零开始，一步步地构建出属于自己的机器人。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我买这本书的时候，并没有抱太大的期望。我周围的朋友都在玩一些很酷的无人机、智能家居之类的，我总觉得自己落后了很多，想尝试一下，但又不知道从何下手。这本书的名字《Absolute Beginners Guide to Building Robots》听起来很诱人，我就抱着试试看的心态入手了。结果，我完全被它惊艳到了！这本书就像一个耐心而又博学的老师，它不会嘲笑我的无知，而是用最浅显易懂的语言，一步一步地引领我走进机器人世界。我最喜欢它关于“什么是机器人”的开篇，让我对这个概念有了全新的认识，不再是科幻电影里那些奇形怪状的机器。然后，它自然而然地过渡到如何理解机器人需要哪些基本元素，比如如何感知环境（传感器）、如何思考（微控制器）以及如何行动（执行器）。让我惊喜的是，这本书并没有回避编程的重要性，但它用一种非常友好的方式介绍，即使是完全没有编程基础的人，也能大概了解它的逻辑。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆