服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)（初級）
定 價：42 元
叢書名：1+X職業(yè)技能等級證書（服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)）配套教材
- 作者：馬親民彭艷楊歐鐘永
- 出版時間：2023/5/1
- ISBN：9787111724575
- 出 版 社：機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP242.3
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
本書是“服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)（初級）”職業(yè)技能等級證書的配套教材之一，內(nèi)容根據(jù)《服務(wù)機(jī)器
人應(yīng)用開發(fā)職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)》以及《服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)職業(yè)技能考核大綱》相應(yīng)要求編寫。全書分
為兩大部分共十一個項目，第一部分為拼搭機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)，基于Arduino 平臺的拼搭機(jī)器人展開，共
有六個項目；第二部分為人形機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)，圍繞樹莓派平臺的Yanshee 人形機(jī)器人展開，共有五個
項目。
第一部分的項目一介紹了針對Arduino 的Blockly 編程方法，項目二至六介紹了針對相關(guān)任務(wù)在
Arduino IDE 上采用C 語言的編程方法；第二部分重點介紹Python 語言的編程方法。
本書可作為培養(yǎng)基于Arduino 和樹莓派的服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用型、技能型人才的教材，也可供從事服
務(wù)機(jī)器人應(yīng)用的開發(fā)人員學(xué)習(xí)參考。
為方便教學(xué)，本書配備電子課件等教學(xué)資源。凡選用本書作為授課教材的教師均可登錄機(jī)械工業(yè)
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前 言
近年來，隨著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的升溫，服務(wù)機(jī)器人行業(yè)取得長足發(fā)展。國際機(jī)器人聯(lián)合
會對服務(wù)機(jī)器人給出了初步定義：服務(wù)機(jī)器人是一種半自主或全自主工作的機(jī)器人，它
能完成有益于人類健康的服務(wù)工作，但不包括從事生產(chǎn)的設(shè)備。在各種服務(wù)機(jī)器人中，
家用服務(wù)機(jī)器人單價低、需求數(shù)量巨大，成為全球服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)中發(fā)展前景最好和增
速最快的領(lǐng)域。其中基于Arduino 和樹莓派的機(jī)器人是智能服務(wù)機(jī)器人的入門級類型。
2019 年，國家發(fā)展和改革委員會、、財政部、國家市場監(jiān)督管理總局聯(lián)合印
發(fā)了《關(guān)于在職業(yè)院校實施“學(xué)歷證書+ 若干職業(yè)技能等級證書”制度試點方案》，部署
啟動“學(xué)歷證書+ 若干職業(yè)技能等級證書”（簡稱1+X 證書）制度試點工作。1+X 證書
制度目的是讓職業(yè)院校的教育更加符合企業(yè)對人才的需求�！�1”為學(xué)歷證書，“X”為若
干職業(yè)技能等級證書。學(xué)校教育要全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務(wù)，是
培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的高素質(zhì)勞動者和技術(shù)技能人才的主渠道，學(xué)歷證書全面反映
學(xué)校教育的人才培養(yǎng)質(zhì)量，在國家人力資源開發(fā)中起著不可或缺的基礎(chǔ)性作用。職業(yè)技
能等級證書是畢業(yè)生、社會成員職業(yè)技能水平的憑證，反映職業(yè)活動和個人職業(yè)生涯發(fā)
展所需要的綜合能力。通俗來說“1”代表專業(yè)，本質(zhì)不能丟，也就是學(xué)歷、畢業(yè)證；“X”
是根據(jù)自己能力、愛好選擇的職業(yè)技能。
“服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)職業(yè)技能等級證書”就是眾多職業(yè)技能等級證書的一種，設(shè)
置有初、中、高三個級別。針對“1+X”標(biāo)準(zhǔn)化框架，《服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)職業(yè)
技能等級標(biāo)準(zhǔn)》已經(jīng)發(fā)布，該標(biāo)準(zhǔn)也會與時俱進(jìn)，逐步修訂完善，更加符合服務(wù)機(jī)器人
行業(yè)發(fā)展趨勢和職業(yè)技能需求。本書是“服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)職業(yè)技能等級證書”初級
的配套教材，內(nèi)容根據(jù)《服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)》以及《服務(wù)機(jī)器人應(yīng)
用開發(fā)職業(yè)技能考核大綱》相應(yīng)要求編寫。本書內(nèi)容分為兩大部分共十一個項目，第一
部分基于Arduino 平臺的拼搭機(jī)器人展開，共有六個項目；第二部分圍繞樹莓派平臺的
Yanshee 人形機(jī)器人展開，共有五個項目。具體項目見表0-1。
表0-1 本書項目安排
第一部分 拼搭機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)第二部分 人形機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)
項目一 RGB 炫彩燈
項目二 遙控發(fā)光音樂盒
項目三 巡線機(jī)器人
項目四 導(dǎo)盲避障機(jī)器人
項目五 智能停車場
項目六 LED 點陣廣告牌
項目七 人形機(jī)器人組裝與調(diào)試
項目八 機(jī)器人Python 語言編程
項目九 機(jī)器人運(yùn)動控制
項目十 與機(jī)器人對話
項目十一 讓服務(wù)機(jī)器人感知世界
第一部分的項目一是Arduino 的入門部分，用Blockly 編程控制燈顏色變換；項目二
是控制開發(fā)板的蜂鳴器播放音樂，讓LED 燈一起隨音樂閃爍；項目三是搭建一個巡線小
車；項目四是在巡線小車基礎(chǔ)上增加超聲波距離傳感器，使小車可以避障；項目五是用4
位數(shù)碼管顯示空余車位，并通過紅外測距傳感器探測車輛，對停車場入場的抬桿進(jìn)行控
制；項目六是用一個8×8LED 點陣作為廣告牌的顯示系統(tǒng)。
第二部分的項目七是Yanshee 人形機(jī)器人的搭建、校準(zhǔn)、測試、設(shè)置等；項目八是
針對樹莓派的Python 編程語言的語法和編程環(huán)境的搭建；項目九是通過對API 的調(diào)用實
現(xiàn)對機(jī)器人運(yùn)動控制；項目十是介紹語音識別、NLP 等方面的內(nèi)容，目的是實現(xiàn)人與機(jī)
器人的完整語音對話功能；項目十一是介紹其他的常見用來感知外界的傳感器，以及讓
機(jī)器人對這些傳感器進(jìn)行讀取以感知世界。
編程語言方面，第一部分的項目一介紹了針對Arduino 的Blockly 編程方法，項目二
至六都是在Arduino IDE 上采用C 語言編程；第二部分均采用Python 語言編程。
在編寫風(fēng)格上，本書不追求對服務(wù)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識做大而全的介紹，而是基于技
能認(rèn)證項目需求，稍微做一定的知識擴(kuò)展。每個項目都緊密圍繞證書大綱和標(biāo)準(zhǔn)，通過
項目導(dǎo)入、知識鏈接、任務(wù)實施的遞進(jìn)方式開展，并通過任務(wù)拓展的方式，啟發(fā)讀者對
相關(guān)知識的進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和領(lǐng)會。
本書是集體智慧的結(jié)晶，編寫團(tuán)隊由深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院具有多年相關(guān)專業(yè)教學(xué)經(jīng)驗
的老師以及深圳市優(yōu)必選科技股份有限公司從事教育產(chǎn)品研發(fā)、培訓(xùn)的專家構(gòu)成。其中，
馬親民、彭艷、楊歐、鐘永擔(dān)任主編，李粵平、李曉明、陳澤蘭、彭建、劉肖擔(dān)任副主
編，龐建新、唐欣瑋、李亮、馬蒙蒙、郭一明參與了本書的編寫。全書由馬親民統(tǒng)稿。
在本書的編寫過程中，得到了趙志強(qiáng)的幫助，在此表示感謝。
編 者
前 言
第一部分 拼搭機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)
項目一 RGB 炫彩燈 002
項目導(dǎo)入002
項目任務(wù)003
學(xué)習(xí)目標(biāo)003
1. 知識目標(biāo)003
2. 能力目標(biāo)003
知識鏈接003
1. 服務(wù)機(jī)器人003
2. Arduino006
3. 創(chuàng)意機(jī)器人教學(xué)套件009
4. Blockly 011
任務(wù)實施017
任務(wù)1.1 使用Blockly 控制RGB 炫彩燈閃爍 017
任務(wù)1.2 使用Arduino IDE 控制RGB 炫彩燈閃爍 021
任務(wù)評價 024
任務(wù)拓展 025
項目小結(jié)025
項目二 遙控發(fā)光音樂盒 026
項目導(dǎo)入 026
項目任務(wù)027
學(xué)習(xí)目標(biāo)027
1. 知識目標(biāo)027
2. 能力目標(biāo)027
知識鏈接027
1. 蜂鳴器 027
2. 紅外傳感器 029
3. LED 燈 030
4. 面包板031
5. Arduino 常用基本函數(shù)032
任務(wù)實施037
任務(wù)2.1 讓蜂鳴器發(fā)聲 037
任務(wù)2.2 讓LED 閃爍038
任務(wù)2.3 遙控發(fā)光音樂盒 039
任務(wù)評價040
任務(wù)拓展041
項目小結(jié)041
項目三 巡線機(jī)器人 042
項目導(dǎo)入042
項目任務(wù)043
學(xué)習(xí)目標(biāo) 043
1. 知識目標(biāo)043
2. 能力目標(biāo)043
知識鏈接043
1. 電機(jī) 043
2. 灰度傳感器 044
3. Arduino 常用變量與常量046
4. 條件判斷語句——if 047
任務(wù)實施048
任務(wù)3.1 搭建巡線機(jī)器人 048
任務(wù)3.2 編程實現(xiàn)巡線機(jī)器人 052
任務(wù)評價055
任務(wù)拓展 055
項目小結(jié)055
項目四 導(dǎo)盲避障機(jī)器人 056
項目導(dǎo)入056
項目任務(wù) 057
學(xué)習(xí)目標(biāo) 057
1. 知識目標(biāo)057
2. 能力目標(biāo) 057
知識鏈接057
1. 舵機(jī) 057
2. 超聲波傳感器058
3. 靜態(tài)變量static 059
4. 關(guān)鍵字const 060
任務(wù)實施061
任務(wù)4.1 搭建導(dǎo)盲避障機(jī)器人模型061
任務(wù)4.2 編程實現(xiàn)導(dǎo)盲機(jī)器人避064
任務(wù)評價066
任務(wù)拓展067
項目小結(jié)067
項目五 智能停車場 068
項目導(dǎo)入068
項目任務(wù)069
學(xué)習(xí)目標(biāo) 069
1. 知識目標(biāo)069
2. 能力目標(biāo) 069
知識鏈接069
1. 數(shù)碼管069
2. 紅外傳感器 072
3. unsigned long 變量073
4. unsigned char 變量 073
5. 布爾運(yùn)算符073
任務(wù)實施074
任務(wù)5.1 搭建停車場模型 .074
任務(wù)5.2 編程實現(xiàn)智能停車場.078
任務(wù)評價079
任務(wù)拓展079
項目小結(jié)079
項目六 LED 點陣廣告牌 080
項目導(dǎo)入080
項目任務(wù)081
學(xué)習(xí)目標(biāo)081
1. 知識目標(biāo) 081
2. 能力目標(biāo) 081
知識鏈接081
1. LED 點陣 081
2. LED 點陣顯示屏 083
3. 8×8 LED 點陣引腳檢測 084
任務(wù)實施084
任務(wù)6.1 編程控制點亮第一個LED085
任務(wù)6.2 編程顯示“I U”圖案087
任務(wù)評價088
任務(wù)拓展088
項目小結(jié)088
項目七 人形機(jī)器人組裝與調(diào)試 090
項目導(dǎo)入 090
項目任務(wù)091
學(xué)習(xí)目標(biāo)091
1. 知識目標(biāo).091
2. 能力目標(biāo) 091
知識鏈接091
1. 智能機(jī)器人 091
2. 人形機(jī)器人 .093
3. 舵機(jī)及其相關(guān)操作 096
4. 遠(yuǎn)程連接工具VNC 097
任務(wù)實施097
任務(wù)7.1 機(jī)器人的組裝與網(wǎng)絡(luò)連接 097
任務(wù)7.2 機(jī)器人的舵機(jī)校正101
任務(wù)7.3 通過VNC 連接機(jī)器人 .102
任務(wù)7.4 對機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動控制 .105
任務(wù)評價108
任務(wù)拓展109
項目小結(jié)109
項目八 機(jī)器人Python 語言編程 110
項目導(dǎo)入110
項目任務(wù) 111
學(xué)習(xí)目標(biāo)111
1. 知識目標(biāo) 111
2. 能力目標(biāo) 111
知識鏈接 111
1. Python 語言. 111
2. 樹莓派 113
3. Python 語言開發(fā)環(huán)境 114
4. Python 語言基礎(chǔ)編程. 116
任務(wù)實施127
任務(wù)8.1 編寫Python 語言循環(huán)語句 127
任務(wù)8.2 使用Python 語言實現(xiàn)機(jī)器人語音播報功能 130
任務(wù)評價 132
任務(wù)拓展133
項目小結(jié)133
項目九 機(jī)器人運(yùn)動控制 134
項目導(dǎo)入134
項目任務(wù)135
學(xué)習(xí)目標(biāo)135
1. 知識目標(biāo) 135
2. 能力目標(biāo).135
知識鏈接135
1. 電動機(jī)與舵機(jī) 135
2. SDK 與API 138
3. YanAPI 139
任務(wù)實施143
任務(wù)9.1 調(diào)用API 設(shè)置機(jī)器人音量143
任務(wù)9.2 調(diào)用API 控制機(jī)器人運(yùn)動跳舞145
任務(wù)9.3 調(diào)用同步函數(shù)與異步函數(shù)API 完成鞠躬和舞蹈 147
任務(wù)評價148
任務(wù)拓展 149
項目小結(jié)149
項目十 與機(jī)器人對話 150
項目導(dǎo)入 150
項目任務(wù) 151
學(xué)習(xí)目標(biāo)151
1. 知識目標(biāo).151
2. 能力目標(biāo) 151
知識鏈接 151
1. 機(jī)器感知聲音 151
2. 語音識別技術(shù)（ASR）152
3. 自然語言處理技術(shù)（NLP）153
4. 語音合成技術(shù)（TTS）154
5. 機(jī)器人語音交互技術(shù) 155
任務(wù)實施163
任務(wù)10.1 機(jī)器人語音轉(zhuǎn)文本 163
任務(wù)10.2 機(jī)器人語義理解.164
任務(wù)10.3 機(jī)器人文本轉(zhuǎn)語音 165
任務(wù)10.4 與機(jī)器人實現(xiàn)對話 .166
任務(wù)評價167
任務(wù)拓展167
項目小結(jié) 167
項目十一 讓服務(wù)機(jī)器人感知世界 168
項目導(dǎo)入168
項目任務(wù) 169
學(xué)習(xí)目標(biāo) 169
1. 知識目標(biāo)169
2. 能力目標(biāo)169
知識鏈接 169
1. 傳感器的概念、組成及分類169
2. 機(jī)器人傳感器170
3. 傳感器在機(jī)器人中的應(yīng)用 175
任務(wù)實施 185
任務(wù)11.1 讀取機(jī)器人傳感器列表 185
任務(wù)11.2 讀取機(jī)器人外接傳感器數(shù)據(jù) 186
任務(wù)11.3 讓機(jī)器人自動進(jìn)行摔倒爬起.188
任務(wù)評價190
任務(wù)拓展 191
項目小結(jié) 191
參考文獻(xiàn) 192
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