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自主機器人基礎與技術(新一代信息技術人工智慧與機器人戰略性新興領域十四五高等教育系列教材)

  • 作者：編者:楊毅//岳裕豐|責編:吉玲//安桂芳
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111773184
  • 出版日期：2024/12/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：254
人民幣：RMB 59 元      售價：元
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內容大鋼
    本書面向教育、科技、人才三位一體的自主機器人拔尖人才培養，對機器人的環境感知、定位建圖、規劃控制、平台設計等各個方面進行分章講解，結合國際大學生機器人大賽優秀案例開展項目式課程建設，配合實例分析，使讀者在實踐中深入了解機器人的構成原理、關鍵技術和實踐應用，實現「賽、創、教、研」四維交叉，激發讀者的創新思維和實踐能力，掌握機器人系統的設計和實現方法。本書共8章，分別為自主機器人概述、自主機器人建模、自主機器人環境感知、自主機器人定位與建圖、自主機器人規劃控制、自主機器人具身智能、自主機器人移動機構、自主機器人系統設計及應用案例。本書注重實際的機器人基礎與技術的設計和應用，讓讀者在了解機器人的基本原理和研究現狀的同時，對機器人實際開發有深入的了解。
    本書內容全面、圖文並茂、設計案例豐富、實際應用性強，適合普通高校機器人工程等相關專業的本科生和機器人技術相關方向的研究人員閱讀，也可供機器人技術領域的從業人員參考學習。
作者介紹
編者:楊毅//岳裕豐|責編:吉玲//安桂芳
目錄
序
前言
第1章  自主機器人概述
  1.1  自主機器人簡介
  1.2  自主機器人發展現狀及趨勢
    1.2.1  早期研究和概念階段
    1.2.2  基本自動化和遙控階段
    1.2.3  初級自主階段
    1.2.4  高級自主階段
    1.2.5  高度自主與智能階段
    1.2.6  全面智能與多領域應用階段
    1.2.7  未來發展趨勢
  1.3  自主機器人組成架構
  1.4  典型應用案例
    1.4.1  智慧物流配送
    1.4.2  基礎設施巡檢
    1.4.3  日常生活服務
    1.4.4  智慧農業生產
    1.4.5  深空深海探測
    1.4.6  柔性機械臂
  1.5  本書的主要內容
  習題
  參考文獻
第2章  自主機器人建模
  2.1  運動學
    2.1.1  正逆運動學
    2.1.2  多關節機械臂運動學
    2.1.3  移動機器人運動學
  2.2  動力學
    2.2.1  牛頓歐拉動力學模型
    2.2.2  拉格朗日動力學模型
    2.2.3  多連桿機械拉格朗日動力學模型
    2.2.4  非完整約束機器人動力學模型
  2.3  移動機械臂建模
    2.3.1  一般運動學模型
    2.3.2  一般動力學模型
  2.4  車臂協同自主機器人建模
    2.4.1  多自由度移動機械臂建模
    2.4.2  全向移動機械臂建模
  習題
  參考文獻
第3章  自主機器人環境感知
  3.1  機器人感測器介紹
    3.1.1  慣性導航系統
    3.1.2  視覺感測器
    3.1.3  激光雷達
  3.2  多感測器聯合標定
    3.2.1  多相機標定
    3.2.2  相機-慣導標定
    3.2.3  相機-激光雷達標定

    3.2.4  激光雷達-慣導標定
  3.3  圖像預處理與特徵檢測
    3.3.1  圖像預處理
    3.3.2  特徵點檢測
    3.3.3  邊緣檢測
  3.4  基於深度學習的環境感知
    3.4.1  深度學習基本原理
    3.4.2  目標檢測
    3.4.3  目標跟蹤
    3.4.4  圖像分割
  3.5  實例分析：機器人智能三維環境感知
  習題
  參考文獻
第4章  自主機器人定位與建圖
  4.1  機器人定位理論
    4.1.1  概率生成法則
    4.1.2  貝葉斯濾波定位演算法
    4.1.3  卡爾曼濾波定位演算法
    4.1.4  粒子濾波定位演算法
    4.1.5  小結
  4.2  環境地圖表示
    4.2.1  測距儀的波束模型
    4.2.2  二維柵格地圖
    4.2.3  三維點雲地圖
    4.2.4  三維語義地圖
    4.2.5  小結
  4.3  機器人同步定位與建圖技術概述
    4.3.1  同步定位與建圖技術的原理概述
    4.3.2  基於擴展卡爾曼濾波的SLAM演算法
    4.3.3  基於粒子濾波的SLAM演算法
    4.3.4  基於圖優化的SLAM演算法
    4.3.5  小結
  4.4  實例分析：基於ORB-SLAM的場景重建
  習題
  參考文獻
第5章  自主機器人規劃控制
  5.1  全局路徑規劃
    5.1.1  基於搜索的方法
    5.1.2  基於採樣的方法
    5.1.3  基於勢函數的方法
  5.2  局部路徑規劃
    5.2.1  動態窗口法
    5.2.2  矢量場直方圖法
    5.2.3  模型預測控製法
    5.2.4  其他方法
  5.3  移動機器人運動控制
    5.3.1  軌跡跟蹤控制
    5.3.2  路徑跟隨控制
  5.4  移動機械臂運動控制
    5.4.1  差分驅動移動機械臂控制

    5.4.2  全向移動機械臂控制
  5.5  實例分析：車臂協同自主機器人運動控制
  習題
  參考文獻
第6章  自主機器人具身智能
  6.1  多模態基礎模型介紹
    6.1.1  大語言模型
    6.1.2  視覺語言模型
    6.1.3  具身多模態語言模型
  6.2  空間認知
    6.2.1  神經輻射場
    6.2.2  三維場景圖
  6.3  行為學習
    6.3.1  強化學習
    6.3.2  模仿學習
  6.4  數據與模型訓練
    6.4.1  數據處理與對齊
    6.4.2  數據增強與生成
    6.4.3  自監督模型訓練
  6.5  實例分析：具身智能機器人
    6.5.1  基於大語言模型的高層規劃
    6.5.2  基於視覺語言模型的細粒度技能學習
  習題
  參考文獻
第7章  自主機器人移動機構
  7.1  自主機器人移動機構設計準則
  7.2  直輪式機器人移動機構
    7.2.1  設計需求分析
    7.2.2  結構設計
    7.2.3  運動學分析
  7.3  履帶式機器人移動機構
    7.3.1  設計需求分析
    7.3.2  結構設計
    7.3.3  運動學分析
  7.4  麥克納姆輪式機器人移動機構
    7.4.1  設計需求分析
    7.4.2  結構設計
    7.4.3  運動學分析
  7.5  全向輪式機器人移動機構
    7.5.1  設計需求分析
    7.5.2  結構設計
    7.5.3  運動學分析
  7.6  舵輪式機器人移動機構
    7.6.1  設計需求分析
    7.6.2  結構設計
    7.6.3  運動學分析
  7.7  實例分析：自主機器人移動機構設計案例
    7.7.1  設計需求分析
    7.7.2  結構設計
  習題

  參考文獻
第8章  自主機器人系統設計及應用案例
  8.1  自主機器人結構系統設計
    8.1.1  自主機器人機構設計準則
    8.1.2  自主機器人機構典型結構件設計
    8.1.3  自主機器人典型傳動機構設計
  8.2  自主機器人硬體系統設計
    8.2.1  自主機器人常用控制硬體
    8.2.2  自主機器人常用功率驅動硬體
    8.2.3  自主機器人典型硬體系統
  8.3  自主機器人軟體系統設計
    8.3.1  自主機器人軟體開發架構
    8.3.2  自主機器人通信軟體設計
    8.3.3  自主機器人典型軟體系統
  8.4  實例分析：平面SCARA機器人設計
    8.4.1  醫用術中信息採集機器人背景及設計需求分析
    8.4.2  結構設計
    8.4.3  控制系統硬體設計
    8.4.4  機器人模擬分析
  習題
  參考文獻

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