智慧型機器人實作: 使用FPGA (第2版/附光碟)

機器人產業是一門彙集電子、資訊、機械、通訊、自動控制等跨領域相關產業技術的整合性學科，各大專院校的電子、電機、自動化工程等科系也都開設相關課程。學習機器人設計的基礎，即是從自走車的設計開始，各大專院校也經常舉行自走車競賽，讓學生從自走車的設計與製作奠定進一步學習機器人設計的基礎。完整的機器人零組件包含：構裝用的機構模組；視覺、距離或溫度等感測器模組；致動用的驅動模組；以及編程動作的控制模組等四大部分，而自走車的設計即為練習這四大模組的入門。本書藉由簡單且趣味性的自走車控制，引導學生學習機器人零組件的四大模組，做為將來繼續學習機器人設計與製作之基礎。本書第一章先帶領讀者認識本書中所使用的軟體與硬體，包括Altera Installer的安裝及FBBCar的介紹；第二章則引導讀者建立Quartus II 專案，包括多工器、比較器、加法器、暫存器、計數器、狀態機等之設計與模擬；第三章教讀者伺服機之控制；第四章開始學習控制自走車；第五章講述FBBCar觸鬚導航；第六章介紹循黑區行走的自走車；第七章學習將紅外線感測器應用於自走車；第八章學習以智慧手機遙控FBBCar。智慧型機器人已廣泛結合在人類生活中。工業上使用的產業機器人可運用在製造業的加工、焊接及噴漆，或者是產品的組裝與搬運；而家用的服務機器人則可提供人類服務或與人互動，例如醫療、復健，或是娛樂寵物，甚至用在居家保全及掃地清潔等。未來人類科技生活發展的趨勢，將是整合居家環境、居家照護、安全監測、防災救災、休閒娛樂等等智慧生活與空間的自動化生活。台灣自動化產業（即機器人產業）之產值，已於2015年突破1.2兆元，成為半導體及面板等兩大製造業以外的熱門產業。智慧型機器人已和人類生活廣泛結合，工業上，產業機器人可運用在工各種製程、組裝與搬運；服務機器人則可走入家庭，為人類提供如醫療、復健、娛樂、寵物、居家保全及掃地清潔等各種服務。未來人類科技生活發展的趨勢，將會整合居家環境、居家照護、安全監測、防災救災、休閒娛樂等，生活與空間皆講求智慧化與自動化的生活。為了迎接未來的趨勢，國內亟需高階的操作人才，但高級人員不是埋頭苦練就可養成，必須結合數學、空間以及電腦資訊等理論基礎，且需要會遠端操控及編程。本書藉由簡單且趣味性的自走車控制，以寓教於樂的方式，啟發讀者自發性學習的興趣，進而引導學生解決問題之能力，並促進學生對FPGA的程式設計的熟悉。希望讀者能藉由自走車的學習，進入機器人的領域，並了解實務脈動，建立學校與產業界相互合作的機制，寄能進而躍動整體技術人才之水平，幫助台灣產業轉型升級，讓台灣經濟再度起飛。近年來，物聯網與工業4.0非常的搶手，本書第二版除了全面檢視更新相關資料，更增加了第九章，加入使用影像偵測物體移動方向來控制機器車左右轉，並將馬達狀況上傳至雲端，可透過網頁觀看馬達狀況變化的曲線圖；希望讓讀者了解使用FPGA做影像處理能有更多廣泛的應用。本書隨書附贈範例光碟，方便讀者操作練習，並將習題解答收錄於光碟中。