树莓派智能小车嵌入式系统开发实战

本教材讲解了树莓派核心板的硬件组成和各部分硬件的工作原理，通过使用图形化编程软件VIPLE和C语言控制配置了树莓派的青科智能小车实现超声波测距，循迹以及迷宫导航等功能，以软硬件相结合的方式引导学生更深入了解机器人的工作原理。本教材末尾简略介绍了树莓派小车实现机器视觉和语音识别的的方式，为树莓派小车拓展人工智能算法提供了好的思路。

本书基于树莓派智能小车的嵌入式应用开发进行讲解，主要内容包括树莓派智能小车介绍、图形化编程软件、机器人迷宫导航模拟器、迷宫导航算法、智能小车C语言编程、深度学习框架、树莓派机器视觉开发和语音识别开发。本书既注重基础知识的讲解，又关注IT前沿技术发展的趋势，内容全面，具有极高的前瞻性和适用性。本书叙述通俗易懂，书中的案例全部经过反复测试，详实可靠，既可以作为普通高校计算机嵌人式实训课程的教材，也可以作为职业培训教育的参考用书。

作者博士期间在日本北陆先端科学与技术大学院大学攻读信息科学专业，对人工智能和机器人研发方面有着深入了解和研究。在青岛科技大学工作期间，曾多次参加山东省机器人教学研究会议并参与了青稞智能小车的研发，期间编著了青科智能小车入门手册。针对大一新生通过讲授VIPLE智能小车编程，不仅培养了学生的浓厚学习兴趣，也让学生了解到了机器人控制的原理。作者所在的教学团队曾获得校级高水平教学团队称号。

第1章树莓派智能小车介绍1
1.1树莓派智能小车硬件结构1
1.2性能参数1
1.3树莓派系统安装和环境配置3
1.3.1树莓派操作系统的安装3
1.3.2树莓派智能小车的连接5
1.3.3PC和树莓派的文件传输6
第2章智能小车图形化编程7
2.1图形化编程简介7
2.2ASU VIPLE入门10
2.2.1VIPLE的下载与安装11
2.2.2VIPLE的基本活动和服务12
2.3事件驱动编程24
2.3.1有限状态机24
2.3.2有限状态机的VIPLE实现26
2.4迷宫导航算法27
2.4.1贪心算法27
2.4.2两距离局部很优算法27
2.4.3沿右侧墙算法27
2.5Unity模拟器28
2.5.1机器人移动控制29
2.5.2两距离局部很优算法的实现30
2.5.3沿右侧墙算法的实现31
2.6Web 2D模拟器33
2.6.1理解迷宫算法33
2.6.2机器人移动控制35
2.6.3两距离局部很优算法的实现37
2.6.4沿右侧墙算法的实现40
2.7智能小车迷宫导航43
2.7.1智能小车的移动控制44
2.7.2智能小车传感器的使用47
2.7.3智能小车迷宫导航实现48
第3章智能小车C语言编程50
3.1wiringPi库的介绍50
3.2智能小车移动控制52
3.2.1固定速度移动控制52
3.2.2可变速度移动控制53
3.2.3程序的编译和运行54
3.3超声波传感器的使用56
3.3.1传感器的连接56
3.3.2工作原理57
3.3.3程序实现58
3.4红外和循迹传感器的使用59
3.5应用案例60
3.5.1基于超声波传感器的迷宫导航60
3.5.2基于红外传感器的迷宫导航63
3.5.3二路循迹的实现65
第4章树莓派人工智能应用开发69
4.1TensorFlow开发环境70
4.1.1TensorFlow开发环境介绍70
4.1.2TensorFlow开发环境的搭建71
4.1.3TensorFlow开发环境的编程78
4.2机器视觉应用开发86
4.2.1树莓派图形化界面的访问86
4.2.2摄像头的安装与配置93
4.2.3OpenCV的安装与编译95
4.2.4TensorFlow的下载与安装100
4.2.5机器视觉应用开发案例102
4.3语音识别应用开发119
4.3.1语音识别开发环境介绍119
4.3.2基本环境的搭建120
4.3.3基于SDK的语音识别123
4.3.4本地语音识别125