NXT樂高機器人程式設計．輕鬆學(使用NXT-G) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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本書是一套可以充份發揮學生「想像力」及「創造力」的快速開發教材。

　　1.親自動手「組裝」，訓練學生「觀察力」與「空間轉換」能力。
　　2.親自撰寫「程式」，訓練學生「專注力」與「邏輯思考」能力。
　　3.親自實際「測試」，訓練學生「驗證力」與「問題解決」能力。

機械迷城中的邏輯脈動：探尋模塊化智能構建的無限可能 書名： 機械迷城中的邏輯脈動：探尋模塊化智能構建的無限可能 (暫定) 主題概述： 本書旨在引導讀者進入一個由傳感器、執行器和可編程控製器構成的微型世界，專注於以結構化、模塊化的思維方式，設計並實現復雜、自主運行的機器人係統。我們關注的重點在於跨學科知識的融閤——如何將機械工程的堅固性、電子工程的精確性以及計算機科學的邏輯嚴謹性，統一於一個可操作的、可擴展的智能平颱上。 核心理念與內容聚焦： 本書摒棄瞭對特定品牌或特定圖形化編程語言的深度依賴，轉而深入剖析構建智能機器人的通用設計原則與核心技術棧。我們相信，理解背後的原理遠比掌握一時的工具更為重要。 第一部分：構建的基石——係統解耦與模塊化設計 本部分將係統地拆解一個復雜的機器人項目，教導讀者如何將其分解為易於管理、獨立測試和替換的子係統。 1. 任務分解與需求定義（TDD for Robotics）： 強調在動手之前，必須對“機器人要做什麼”進行清晰、可量化的定義。我們將探討如何建立性能指標（KPIs）和故障容忍度矩陣。 2. 硬件抽象層（HAL）的建立： 討論如何設計驅動、傳感和控製模塊的接口規範，確保即使未來更換瞭電機或傳感器類型，上層控製邏輯也能保持不變。這部分會詳細介紹不同類型傳感器（如測距、視覺、力反饋）的工作原理和數據預處理方法，不局限於任何特定平颱的接入協議。 3. 機械結構的穩健性與可維護性： 深入探討負載分配、運動學約束以及材料選擇對係統長期穩定性的影響。重點介紹如何通過結構設計來簡化布綫和便於快速更換易損件。 第二部分：運動的哲學——動力學、運動控製與路徑規劃 本部分聚焦於如何讓機器人精確、高效地實現物理世界的運動目標。 1. 基礎運動模型與坐標係轉換： 詳細解析機器人學中的基本概念，如歐拉角、鏇轉矩陣以及齊次變換，為後續的高級控製打下堅實的數學基礎。 2. 閉環控製理論的應用： 徹底闡述PID（比例-積分-微分）控製器在電機速度和位置控製中的實際應用。我們將通過具體的數學模型推導，而非僅僅是參數調整，來展示如何為不同負載和摩擦力矩配置最優的控製器增益。 3. 高級路徑規劃算法： 介紹啓發式搜索算法（如A、Dijkstra）在二維和三維空間中的路徑優化。重點討論如何將傳感器數據（如實時障礙物信息）融入到規劃算法中，實現動態避障和任務重規劃。 第三部分：感知的藝術——傳感器數據融閤與環境建模 機器人要實現自主性，必須依賴於對環境的準確理解。本部分探討如何從原始的電子信號中提取有意義的環境信息。 1. 多傳感器數據對齊與時間同步： 討論異步數據流處理的挑戰，以及如何通過時間戳對齊和濾波技術（如卡爾曼濾波的簡化版本）來融閤來自不同頻率和精度的傳感器數據。 2. 環境的離散化與狀態估計： 介紹如何構建機器人的內部世界模型。這包括使用網格地圖（Grid Maps）來錶示空間占用，以及如何利用裏程計和慣性測量單元（IMU）數據進行魯棒的自身定位（Simultaneous Localization and Mapping, SLAM 的簡化概念介紹）。 3. 邏輯決策樹與有限狀態機（FSM）： 討論如何將環境感知到的信息，轉化為機器人內部的決策狀態。我們將構建復雜的FSM，使其能根據不同的環境輸入，優雅地在“探索”、“執行任務”、“等待”、“故障處理”等狀態間切換。 第四部分：軟件架構與係統集成 本書的最後一部分強調工程實踐，即如何將分散的模塊有效地組閤成一個健壯的、可調試的整體係統。 1. 任務並行化與實時性考量： 探討在有限資源的處理器上，如何使用多綫程或事件驅動模型來管理傳感器輪詢、運動控製和高級邏輯決策，確保關鍵控製迴路的實時性不受影響。 2. 調試與診斷框架： 提供一套係統的調試流程，包括如何利用日誌記錄、信號可視化工具（不依賴特定軟件）來追蹤和隔離硬件與軟件的故障。強調版本控製在機器人項目中的重要性。 3. 可擴展性與代碼重構： 指導讀者如何編寫麵嚮對象（或模塊化過程式）的代碼，使得未來添加新的功能模塊或替換現有組件時，最小化對核心代碼庫的修改。 本書的獨特價值： 本書旨在培養係統工程師的思維模式。它不教授“如何拖拽積木”，而是教授“如何設計一個能自我運行的係統”。讀者將學到的是一套通用的、可遷移到任何嵌入式或機器人平颱上的設計哲學和工程方法論，使他們能夠獨立麵對從概念到實現的全過程挑戰，真正掌握構建智能機械的底層邏輯與架構設計。

C h a p t e r 1 樂高機器人
C h a p t e r 2 NXT 主機的程式開發環境
C h a p t e r 3 NXT-G 拼圖程式的開發環境
C h a p t e r 4 流程控製
C h a p t e r 5 機器人動起來瞭（伺服馬達）
C h a p t e r 6 機器人接觸式保障傘（觸碰感測器）
C h a p t e r 7 機器人聲控車（聲音感測器）
C h a p t e r 8 機器人軌跡車（光源感測器）
C h a p t e r 9 機器人走迷宮（超音波感測器）
C h a p t e r 10 資料的運算
C h a p t e r 11 進階功能的運用
C h a p t e r 12 Android 手機控製NXT 樂高機器人

序言Preface

　　樂高是一傢世界知名的積木玩具公司，從各種簡單的積木到復雜的動力機構，甚至自創樂高機器人，全都能讓大人與小孩玩到樂此不疲。為何樂高能讓大、小朋友甚至玩傢「百玩不厭」呢? 其最主要原因是它可以依照每一位玩傢的「想像力及創造力」來建構其個人獨特的作品，並且還可透過「樂高專屬的軟體（NXT-G）」來控製NXT 樂高機器人。

　　何謂NXT-G 軟體呢?，其實它是LEGO 公司用來針對設計NXT 機器人程式的軟體，而在NXT-G 中（G 代錶Graphic（圖形）），亦即它是一種「圖形化」的拼圖程式軟體，其適閤國中、小學生或第一次接觸樂高機器人程式者。

　　有鑑於此，筆者利用NXT-G 軟體來開發一套可以充份發揮學生「想像力」及「創造力」的快速開發教材，其主要的特色如下：

　　1.親自動手「組裝」，訓練學生「觀察力」與「空間轉換」能力。
　　2.親自撰寫「程式」，訓練學生「專注力」與「邏輯思考」能力。
　　3.親自實際「測試」，訓練學生「驗證力」與「問題解決」能力。

　　最後，在此特彆感謝各位讀者對本著作的支持與愛護，筆者纔疏學淺，有疏漏之處，敬請各位資訊先進不吝指教。

评分☆☆☆☆☆

我特彆喜歡《NXT樂高機器人程式設計．輕鬆學(使用NXT-G)》這本書的整體呈現方式，它在視覺設計上做得非常齣色，讓人一眼就能感受到它的吸引力。封麵色彩鮮艷，圖案生動，很容易就能抓住讀者的眼球，尤其是我這樣想給孩子找一些有趣的學習材料的傢長。翻開書頁，你會發現它的排版同樣令人贊賞，字體的選擇、大小，以及圖片與文字的搭配，都非常用心。不像市麵上很多技術類書籍那種刻闆的風格，這本書讀起來很輕鬆，很有親和力。它傳遞給讀者的信息是，學習程式設計並不是一件枯燥無聊的事情，而是可以充滿樂趣和創意的過程。這種良好的閱讀體驗，對於初學者來說至關重要，它能有效地降低學習門檻，激發學習興趣，讓我覺得這本真的適閤想要開始接觸樂高機器人編程的讀者。

评分☆☆☆☆☆

對我來說，選擇一本關於樂高機器人編程的書，除瞭內容本身，包裝和整體風格也很重要。畢竟，樂高本身就是一種創意和玩樂的載體，《NXT樂高機器人程式設計．輕鬆學(使用NXT-G)》在這一點上做得相當不錯。它的封麵設計充滿活力，色彩搭配也很鮮明，給人一種“這東西玩起來一定很有趣”的感覺。我之前也接觸過一些樂高相關的書籍，有些過於學術化，或者排版過於單調，讓人提不起興趣。但是這本書，它的頁麵設計，字體的選擇，圖片的大小和位置，都經過瞭精心的考量，讀起來非常舒服，不會有壓迫感，也不會覺得枯燥。我個人非常看重這一點，因為好的視覺呈現往往是吸引讀者入門的第一步，特彆是對於孩子來說，生動形象的圖文結閤是最好的學習方式。

评分☆☆☆☆☆

我個人一直覺得，學習新東西最怕的就是摸不著頭腦，尤其是像程式設計這種聽起來就有點“硬核”的領域。所以，當我第一次拿到《NXT樂高機器人程式設計．輕鬆學(使用NXT-G)》這本書時，就特彆關注它的“輕鬆學”這三個字。它是不是真的能讓我這樣的新手，或者我那個對電腦一知半解的孩子，都能快速上手呢？我嘗試著翻瞭幾頁，發現它的語言風格真的比較平易近人，沒有太多冷冰冰的專業術語，而是用一些比較生活化的比喻來解釋概念。這一點對於我來說太重要瞭，因為我之前看過的幾本編程書，讀瞭沒幾頁就因為各種專業名詞而卡住，最後不瞭瞭之。這本書給我的感覺是，它不會一下子就把你丟進一個復雜的編程環境裏，而是循序漸進，讓你先理解一些基礎的邏輯，再慢慢接觸更高級的應用。這種教學方式，我覺得對於建立學習信心很有幫助。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計我一直覺得很吸引人，那種鮮艷的色彩和生動活潑的樂高機器人圖案，光是看著就讓人覺得學習程式設計是一件充滿樂趣的事情。當初在書店看到它的時候，我正想著要怎麼讓我傢孩子接觸一些邏輯思維的訓練，又不想太枯燥，結果一眼就被這本《NXT樂高機器人程式設計．輕鬆學(使用NXT-G)》給吸引住瞭。它的定價也挺閤理的，對於想給孩子入門程式設計或者機器人創作的傢長來說，是一個不錯的選擇。而且，我覺得它的排版方式也很有巧思，不像有些技術類書籍那麼死闆，讀起來很舒服，不會有壓迫感。很多程式設計書籍會讓人覺得望而卻步，但這本書給人的感覺是很親切的，好像真的能帶著你一步一步走進樂高機器人的世界。我尤其喜歡它字體大小和行間距的設置，長時間閱讀也不會覺得眼睛疲勞，這對於大人小孩都很重要。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我之前對程式設計一直有點敬而遠之，總覺得那是一門高深莫測的學問，需要很強的邏輯思維和數學基礎。但是，當我有機會接觸到《NXT樂高機器人程式設計．輕鬆學(使用NXT-G)》這本書時，我纔發現原來程式設計也可以這麼有趣和貼近生活。它沒有使用那些晦澀難懂的術語，而是用一種非常生活化、圖形化的方式來講解，讓我這個新手也能看得懂，甚至覺得躍躍欲試。這本書的排版設計也讓我印象深刻，色彩搭配和諧，圖片清晰易懂，文字描述也很生動，整體感覺非常友好，沒有一點壓力。對於想要瞭解程式設計，但又害怕復雜的理論知識的讀者來說，這本書無疑是一個非常好的入門選擇。它就像一位耐心又風趣的老師，一步步引導你進入樂高機器人編程的世界。