愛上Arduino：學(xué)Arduino玩轉(zhuǎn)Kinect制作項目

目　錄
第1章　Arduino入門　1
1．1　什么是Arduino　1
1．2　Arduino簡史　2
1．3　安裝Arduino　2
1．3．1　在Mac OS X上安裝　2
1．3．2　在Windows上安裝　2
1．3．3　在Linux上安裝　3
1．4　測試Arduino　3
1．5　Arduino的硬件　4
1．5．1　Arduino的輸入和輸出　5
1．5．2　上拉電阻　6
1．5．3　Arduino擴展板　7
1．6　Arduino IDE　8
1．7　串行監(jiān)視器　10
1．8　Arduino語言　10
1．8．1　setup()函數(shù)　11
1．8．2　loop()函數(shù)　11
1．8．3　變量　11
1．9　你的第一個Arduino項目　14
1．9．1　面包板　14
1．9．2　搭建電路　15
1．9．3　對Arduino編程　15
1．10　電路示意圖　16
1．10．1　Fritzing　17
1．10．2　電子符號　18
1．11　電學(xué)　18
1．11．1　AC/DC　19
1．11．2　歐姆定律　19
1．11．3　焦耳定律　19
1．12　總結(jié)　20
第2章　Kinect入門　21
2．1　Kinect簡史　22
2．1．1　破解Kinect　22
2．1．2　官方架構(gòu)　23
2．2　Kinect感應(yīng)器　23
2．2．0　Kinect的擺放　24
2．3　Kinect的功能　25
2．3．1　RGB圖像　25
2．3．2　紅外線圖像　25
2．3．3　深度圖　25
2．3．4　手勢和骨骼跟蹤　25
2．4　Kinect驅(qū)動程序框架　26
2．4．1　OpenKinect的Libfreenect驅(qū)動　26
2．4．2　PrimeSense的OpenNI和NITE　26
2．4．3　Windows版微軟Kinect　27
2．5　Kinect的原理　28
2．5．1　結(jié)構(gòu)光3D掃描　28
2．5．2　光編碼圖像轉(zhuǎn)換成深度圖　29
2．6　Kinect替代設(shè)備：華碩Xtion PRO　30
2．7　總結(jié)　30
第3章　Processing　31
3．1　Processing語言　32
3．2　安裝Processing　32
3．3　Processing IDE　33
3．4　第一個Processing程序　33
3．4．1　Processing變量　34
3．4．2　變量作用域　34
3．4．3　Processing程序結(jié)構(gòu)　34
3．4．4　setup()函數(shù)　34
3．4．5　draw()函數(shù)　35
3．5　Processing庫　36
3．6　Simple-OpenNI　37
3．6．1　安裝Simple-OpenNI　37
3．6．2　在Linux上安裝　39
3．7　訪問深度圖和RGB圖像　40
3．8　第三維度　42
3．8．1　Processing的3D　42
3．8．2　攝像機控制庫　45
3．8．3　KinectOrbit例子　46
3．9　Kinect空間　48
3．10　線性數(shù)組和2D數(shù)組　50
3．11　點云著色　51
3．12　NITE函數(shù)　52
3．12．1　手部跟蹤　53
3．12．2　骨骼跟蹤　54
3．13　總結(jié)　56
第4章　Arduino與Kinect的“Hello World”　57
4．1　Hello World的材料清單　57
4．2　串行通信　58
4．2．0　串行控制LED　59
4．3　編寫自己的通信協(xié)議　63
4．3．0　串行控制LED　63
4．4　Kinect控制LED　65
4．5　Arduino的反饋　68
4．6　總結(jié)　73
第5章　Kinect遙控　74
5．1　體感遙控項目的材料清單　74
5．2　改裝遙控器　75
5．3　把遙控器連接到Arduino　76
5．3．0　組裝擴展開發(fā)板　78
5．4　電路測試　79
5．5　Kinect手部跟蹤和手勢識別　82
5．5．1　庫與設(shè)置　82
5．5．2　NITE回調(diào)函數(shù)　85
5．5．3　draw()循環(huán)與其他函數(shù)　87
5．5．4　把Processing程序連接到Arduino　92
5．6　總結(jié)　92
第6章　用Kinect操縱木偶　93
6．1　木偶　94
6．1．1　舵機　94
6．1．2　建造舞臺　97
6．1．3　制作木偶　99
6．2　搭建電路　100
6．2．1　測試舵機　102
6．2．2　設(shè)置舵機起始位置　105
6．3　屏幕上的姿態(tài)跟蹤　107
6．3．0　Simple-OpenNI事件　109
6．4　角度計算　110
6．5　網(wǎng)絡(luò)通信　114
6．5．1　在本地網(wǎng)絡(luò)中通信　114
6．5．2　在互聯(lián)網(wǎng)上通信　115
6．6　服務(wù)器程序：通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送角度　116
6．7　客戶端程序：控制木偶　117
6．8　最終的Arduino代碼　121
6．9　總結(jié)　124
第7章　心情照明　125
7．1　RGB色域　126
7．2　Arduino Nano　127
7．3　搭建電路　127
7．3．1　電阻　128
7．3．2　認(rèn)識電阻的色環(huán)　129
7．3．3　電路測試　130
7．4　XBee無線模塊　132
7．5　Arduino編程　134
7．6　Lamp類　135
7．6．0　面向?qū)ο缶幊獭?36
7．7　用戶控制程序　140
7．7．1　變量聲明　140
7．7．2　setup()函數(shù)　141
7．7．3　draw()函數(shù)　141
7．7．4　用戶控制　143
7．7．5　數(shù)據(jù)存儲與檢索　146
7．7．6　串行通信　148
7．7．7　Display函數(shù)　148
7．7．8　Simple-OpenNI回調(diào)　151
7．8　總結(jié)　152
第8章　Kinect繪圖機器人　153
8．1　建造機器人　154
8．1．1　第一部分　155
8．1．2　第二部分　156
8．1．3　第三部分　156
8．1．4　底盤　157
8．2　搭建電路　159
8．3　電路測試　159
8．3．1　Processing的Firmata和Arduino庫　159
8．3．2　舵機測試　159
8．4　Robot仿真　161
8．4．1　角度測量程序　162
8．4．2　機器人仿真程序　164
8．5　驅(qū)動機器人　167
8．6　Kinect桌面接口　169
8．6．0　點云校準(zhǔn)　170
8．7　虛擬機器人模型　182
8．7．0　平滑輸入　184
8．8　啟動繪圖機器人　187
8．9　總結(jié)　188
第9章　Kinect遙控汽車　189
9．1　電機和H橋　190
9．2　改裝汽車　191
9．3　搭建電路　192
9．4　電路測試　193
9．4．1　函數(shù)　195
9．4．2　Arduino測試程序　200
9．5　接近傳感器　203
9．5．0　函數(shù)　206
9．6　XBee和無線　208
9．7　Kinect遙控接口　209
9．7．1　setup()函數(shù)　211
9．7．2　draw()函數(shù)　212
9．7．3　附加函數(shù)　214
9．8　總結(jié)　219
第10章　生物識別站　220
10．1　改裝體重秤　221
10．1．1　七段LCD　222
10．1．2　破解LCD　222
10．2　獲得LCD信號　223
10．2．1　讀取LCD信號　225
10．2．2　把信號發(fā)送到Processing　230
10．3　LCD信號解碼　233
10．4　使用重量數(shù)據(jù)　236
10．5　生物特征識別　239
10．5．1　導(dǎo)入并聲明變量　239
10．5．2　setup()函數(shù)　240
10．5．3　用戶界面　242
10．5．4　draw()函數(shù)　243
10．5．5　附加函數(shù)　244
10．6　總結(jié)　258
第11章　3D建模接口　259
11．1　接口　259
11．2　Arduino LilyPad　261
11．3　彎曲傳感器　261
11．4　縫制電路　262
11．5　電路測試　263
11．5．1　Arduino串行發(fā)射器　263
11．5．2　Processing手套數(shù)據(jù)接收器　264
11．6　無線連接　265
11．6．1　LilyPad XBee　266
11．6．2　SoftwareSerial庫　266
11．6．3　無線Arduino代碼　266
11．7　實現(xiàn)建模接口　268
11．7．1　GloveInterface類　268
11．7．2　幾何類　273
11．7．3　主程序建模接口　276
11．8　總結(jié)　285
第12章　轉(zhuǎn)盤掃描儀　286
12．1　原理　286
12．2　建造轉(zhuǎn)盤　289
12．2．0　連接齒輪　289
12．3　搭建電路　292
12．4　Arduino代碼　293
12．5　Processing代碼　296
12．5．1　變量聲明　296
12．5．2　setup()和draw()函數(shù)　298
12．5．3　附加函數(shù)　300
12．6　點云導(dǎo)出　307
12．7　exportPly函數(shù)　308
12．8　Meshlab表面重建　309
12．9　總結(jié)　312
第13章　Kinect驅(qū)動的Delta機器人　313
13．1　項目介紹　314
13．2　Delta機器人　315
13．3　建造Delta機器人　315
13．3．1　腿部　315
13．3．2　底盤　316
13．3．3　受動器　317
13．3．4　機器爪　318
13．3．5　機器人上架　320
13．4　搭建電路　321
13．5　Delta機器人仿真軟件　323
13．5．1　反向運動　323
13．5．2　DeltaRobot類　325
13．5．3　deltaLeg類　331
13．5．4　用鼠標(biāo)控制仿真Delta機器人　334
13．6　用Kinect控制Delta機器人　336
13．6．1　控制機器手　341
13．6．2　把數(shù)據(jù)發(fā)送到Arduino　343
13．7　Arduino代碼　345
13．8　總結(jié)　348