Programming Lego Mindstorms NXT

作者:Owen Bishop B.Sc (Bristol.) B.Sc

页数:257

出版时间:2008-6

价格:287.00元

isbn号码:9781597492782

具体描述

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Teach your robot new tricks! With this projects-based approach you can program your Mindstorms NXT robot to solve a maze, build a house, run an obstacle course, and many other activities. Along the way you will learn the basics of programming structures and techniques using NXT-G and Microsoft VPL. Includes a DVD w/ e-text, programming code, and link to accompanying website.

For hobbyists, and students working on robot projects, Bishop provides the background and tools to program your robot for tasks that go beyond the simple routines provided with the robot kit. The programs range in complexity from simple contact avoidance and path following, to programs generating some degree of artificial intelligence

Key Features:

* a how-to guide for programming your robot, using NXT-G and Microsoft VPL

* ten robot-specific projects show how to extend your robot's capabilities beyond the manufacturer's provided software. Examples of projects include:

Maze solver,

Robot House Builder,

Search (obstacle avoidance),

Song and Dance Act

* flowcharts and data flow diagrams are used to illustrate how to develop programs

* introduces basic programming structures

* includes a DVD w/ e-text, programming code, and link to accompanying website

用户评价

这本书的难度曲线设置得非常平稳，这一点深得我心。我曾经买过一些侧重于高级算法介绍的编程书，结果前三章就因为涉及太多数学公式和理论推导而束之高阁。而《Programming Lego Mindstorms NXT》则采用了渐进式的学习路径。它从最基础的硬件识别、基本运动控制开始，然后逐步引入模拟输入（如光线、声音传感器），再到高级的通讯模块的使用。最让我印象深刻的是，在涉及到 PID（比例-积分-微分）控制这种相对高深的算法时，作者并没有直接给出代码，而是先用一个非常生活化的比喻——比如控制水龙头出水速度来保持水箱水位恒定——来解释 P、I、D 三个参数各自的作用。随后，他才将这些概念映射到 NXT 机器人的“精准转弯”或“稳定悬停”等实际应用中。这种“先生活化，后技术化”的讲解方式，使得原本令人望而生畏的控制理论，变得触手可及，极大地增强了读者的学习信心和实践动力。

这本书的排版真是让人眼前一亮，那种深沉的蓝色调和乐高积木特有的颗粒质感通过纸张的纹理仿佛都能传递出来。我一直对那种将抽象的编程概念具象化到实体模型上的过程感到着迷，而这本书似乎深谙此道。它不仅仅是一本技术手册，更像是一本充满创意的设计指南。我特别欣赏作者在讲解基础逻辑结构时，是如何巧妙地结合乐高 NXT 系统的传感器和马达特性来举例说明的。例如，在介绍“循环”这个概念时，它不是枯燥地罗列代码结构，而是设计了一个模拟“循迹小车”的场景，用图形化的方式展示了传感器读取数值、判断、然后驱动马达的完整闭环过程。这对于初学者来说，无疑降低了理解门槛。更不用说那些精美的插图了，每一个电路连接、每一个机械结构搭建的步骤都清晰可见，即便是第一次接触这类项目的人，也能凭借图示准确无误地完成搭建。我甚至觉得，即使不完全按照书中的项目来，仅仅是参考里面的搭建技巧和编程思路，也能激发我自己的创新想法，去构建那些书里没有的、更复杂的自动化系统。这本书的价值，很大程度上在于它成功地架起了“想法”与“实现”之间的桥梁，让“玩具”真正具备了“智能”的潜力。

这本书在电子工程和机械集成方面的叙述，简直是为动手能力不足的“纯软件宅”量身定制的救星。我通常写代码很快，但一涉及到物理搭建，就容易出现接线错误或者结构松垮的问题。这本书对 NXT 智能砖上的端口功能划分、模块之间的电源负载考量，都有非常详尽的说明。例如，它会明确指出，当同时驱动两个大功率马达和一个舵机时，推荐使用外部电源供电，并且给出了具体的电池选择建议，避免了新手常见的“程序跑一半机器人就罢工”的窘境。此外，在描述机械连接时，作者还贴心地加入了“常见错误排查”部分。比如，当小车在直线行驶时总是偏向一侧，书中立刻提供了三种最可能的原因：马达轴未对齐、齿轮咬合间隙过大、或者传感器安装角度微小偏差，并配有相应的纠正图示。这种“预判式”的故障排除指导，极大地减少了我反复拆装调试的时间，提升了项目的成功率。

我不得不赞扬这本书的“可扩展性设计”。市面上很多教程项目都是封闭的，做完即止，没有留给读者深入思考的空间。然而，这本书的每一个核心项目，例如“自动抓取机械臂”或“三轴平衡车”，在完成基础功能后，作者都会在章节末尾留下一个“进阶挑战”栏目。这些挑战不是简单的增加一个传感器，而是要求读者应用前面学到的高级知识点去优化或改造现有系统。比如，在机械臂项目完成后，挑战会引导读者思考如何加入力反馈传感器，将固定的抓取力度，升级为可根据物体软硬自动调节的柔性抓取。这种设计理念，使得这本书的生命周期非常长。它不是一次性的知识输入，而是提供了一个持续进化的学习框架。我可以在搭建完基础模型后，不断地挑战这些进阶任务，真正将书本知识内化为自己解决实际问题的能力，而不是仅仅成为一个代码的复刻者。

坦白讲，我对编程语言的掌握一直停留在“能用”的层面，缺乏那种深入理解底层逻辑的“匠人精神”。拿到这本书后，我最大的感受是，它在引导我进行“结构化思考”。作者在处理复杂的机械联动程序时，引入了状态机（State Machine）的概念，但这部分内容的处理方式非常高明。他没有直接抛出晦涩的理论，而是通过一个“自动分拣装置”的项目，循序渐进地展示了如何将一个大目标拆解成若干个清晰、互不干扰的小状态，以及如何设置精准的触发条件来实现状态间的平滑过渡。这极大地改变了我以往那种“写一堆 if-else 语句堵漏洞”的编程习惯。每当我在自己的项目中遇到逻辑混乱时，我就会翻到这本书里关于状态管理的章节重新梳理一遍思路，很多先前困扰我的Bug，往往在用“状态”的视角重新审视后，便迎刃而解了。这种对编程思维深层次的打磨，远超出了我对一本“乐高机器人”书籍的预期。它教会我的不仅是如何让马达转起来，更是如何让它“聪明地”转起来，具备预见性和适应性。