前言
機(jī)器人學(xué)不一定很難。通過(guò)本書(shū)，我將帶你走進(jìn)機(jī)器人世界，這次學(xué)習(xí)之旅將是富有挑戰(zhàn)性的。在本書(shū)的后，你將親身接觸到機(jī)器人學(xué)的許多基本的和一些特別的方面。你將會(huì)學(xué)習(xí)使用多種硬件，組裝并焊接電路板，用兩種編程語(yǔ)言編寫(xiě)代碼，安裝和配置Linux操作系統(tǒng)環(huán)境，以及使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)。你用機(jī)器人所做的其他事情都是本書(shū)中所學(xué)的知識(shí)的延伸。

本書(shū)適用讀者
本書(shū)適合電子和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的入門(mén)學(xué)習(xí)者，想要學(xué)習(xí)樹(shù)莓派或Arduino的人，以及想將它們結(jié)合使用的人閱讀。
本書(shū)也是為那些想學(xué)習(xí)更多有關(guān)機(jī)器人知識(shí)的愛(ài)好者準(zhǔn)備的。也許你已經(jīng)用Arduino構(gòu)建了一些電路，或者用樹(shù)莓派定制過(guò)家庭娛樂(lè)系統(tǒng)，但現(xiàn)在你感興趣的是如何構(gòu)建一個(gè)機(jī)器人。你將會(huì)學(xué)習(xí)如何使這兩個(gè)設(shè)備協(xié)同工作，以提供非常強(qiáng)大的功能。
本書(shū)也是為需要快速學(xué)習(xí)更多技術(shù)的人準(zhǔn)備的，他們不一定有時(shí)間來(lái)廣泛閱讀有關(guān)Arduino、樹(shù)莓派、電子或編程方面的眾多不同書(shū)籍，他們尋求的是對(duì)一些基本知識(shí)進(jìn)行一個(gè)廣泛而高效的介紹。
本書(shū)還是為那些想提高自己機(jī)器人編程經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生準(zhǔn)備的，他們想學(xué)習(xí)處理硬件和軟件的方法，以進(jìn)一步向他們?cè)趯W(xué)�；�?qū)�業(yè)領(lǐng)域看到的知名的人學(xué)習(xí)。
書(shū)中沒(méi)有對(duì)經(jīng)驗(yàn)或技術(shù)背景作任何假設(shè)。當(dāng)你閱讀這些章節(jié)時(shí)，你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)有的部分很熟悉，那么完全可以跳過(guò)這些內(nèi)容。但是如果你對(duì)這些主題還很陌生，我會(huì)嘗試給你一個(gè)簡(jiǎn)潔而快速的講解。

內(nèi)容概覽
我們先學(xué)習(xí)樹(shù)莓派及如何使用它。下載并安裝Raspbian操作系統(tǒng)，然后為我們的項(xiàng)目配置樹(shù)莓派。目標(biāo)是將你的系統(tǒng)設(shè)置為能夠輕松訪問(wèn)機(jī)器人，并直接在機(jī)器人上編寫(xiě)代碼。
在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問(wèn)樹(shù)莓派之后，你將在第3章深入研究Python編程。我將向你展示如何在樹(shù)莓派上編寫(xiě)簡(jiǎn)單的程序。我還會(huì)介紹一些基礎(chǔ)知識(shí)，再介紹一些進(jìn)階主題，例如模塊和類(lèi)。這是長(zhǎng)的一個(gè)章節(jié)，因?yàn)橛泻芏鄡?nèi)容要涵蓋。
從那之后，你將學(xué)習(xí)如何通過(guò)樹(shù)莓派的GPIO插頭將樹(shù)莓派與外部電子設(shè)備（如傳感器和LED）連接起來(lái)。第4章會(huì)討論尋址插頭上的引腳的不同方式，通過(guò)插頭暴露的一些功能，以及如何使用超聲波測(cè)距傳感器檢測(cè)物體。這會(huì)讓你為下一章做好準(zhǔn)備，下一章我將介紹Arduino。
在第5章，你會(huì)將Arduino和樹(shù)莓派結(jié)合起來(lái)使用。我討論了這樣做的一些原因。我將向你展示如何使用ArduinoIDE編寫(xiě)程序。我會(huì)介紹兩個(gè)板之間的串口通信以及如何在它們之間來(lái)回傳遞信息。我們通過(guò)上一章中使用的超聲波測(cè)距傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
第6章將讓你用樹(shù)莓派來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。你會(huì)用一個(gè)叫作HAT或擴(kuò)展板的特殊板來(lái)控制電動(dòng)機(jī)。在這里我將介紹另一項(xiàng)技能，你將不可避免地在制造機(jī)器人的過(guò)程中用到它，那就是焊接。插頭和端子需要焊接到項(xiàng)目中選擇的接線(xiàn)板上，你會(huì)獲得大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
在第7章中，我們將把所有的東西合在一起。你來(lái)構(gòu)建機(jī)器人，而我會(huì)討論機(jī)器人的一些物理特性。我將介紹一些設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)，當(dāng)你設(shè)計(jì)自己的底盤(pán)時(shí)需要牢記在心。雖然我為這個(gè)項(xiàng)目列出了一個(gè)特定的底盤(pán)套件，但你并不需要使用相同的東西。事實(shí)上，我鼓勵(lì)你探索其他選擇，并找到一個(gè)適合自己的。
在第8章，我將介紹另一種類(lèi)型的傳感器紅外傳感器，并向你展示如何使用一種非常常見(jiàn)的控制算法PID控制器。我會(huì)討論各種類(lèi)型的紅外傳感器，以及它們的使用場(chǎng)合（關(guān)于PID控制的章節(jié)會(huì)討論它是什么以及為什么要使用它）。
第9章是關(guān)于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的，在這里你可以看到樹(shù)莓派的真正力量。在本章中，我將介紹一個(gè)名為OpenCV的開(kāi)源軟件包。到第9章結(jié)束時(shí)，你的小型機(jī)器人將能?chē)�著桌子追逐一個(gè)球。
我在第10章留給你一些挑戰(zhàn)的想法。我提供了一些我學(xué)到的技巧，并讓你一窺我的工作流程和工具。之后，你就可以開(kāi)始你自己的機(jī)器人冒險(xiǎn)了！