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移動機器人自主導航技術/人工智慧技術叢書

作者：編者:張浩傑//李擎|責編:姚蕾//王效青
出版社：機械工業
ISBN：9787111806585

出版日期：2026/07/01
裝幀：平裝
頁數：266

人民幣：RMB 89 元售價：元

內容大鋼

本書圍繞移動機器人自主導航技術體系，系統闡述運動學模型、同步定位與建圖、任務規劃、路徑規劃、運動規劃與控制等關鍵理論與方法。通過融入自主導航系統開發案例，提升讀者工程落地能力。全書結構清晰，由原理介紹到演算法實現，再到案例開發，實現了從理論基礎到工程實現的系統貫通。本書可用於高等院校機器人工程、自動化、人工智慧等專業本科生和研究生開展教學和研究工作，亦可供智能無人系統開發人員參考。

作者介紹

編者:張浩傑//李擎|責編:姚蕾//王效青

序
前言
第1章緒論
  1.1 移動機器人發展概況
    1.1.1 移動機器人通用平台
    1.1.2 自動駕駛車輛
    1.1.3 輪足複合式移動機器人
    1.1.4 移動機器人的應用領域
  1.2 移動機器人自主導航關鍵技術研究現狀
    1.2.1 環境感知技術
    1.2.2 同步定位與地圖構建技術
    1.2.3 路徑規劃技術
  1.3 本章小結
  1.4 拓展閱讀
  參考文獻
第2章移動機器人運動學模型
  2.1 剛體運動學基礎
    2.1.1 瞬時旋轉中心
    2.1.2 底盤的旋轉
    2.1.3 接觸點與側滑
    2.1.4 正逆運動學
  2.2 兩輪差速轉向機器人運動學模型
  2.3 阿克曼轉向機器人運動學模型
    2.3.1 自行車模型運動學分析
    2.3.2 阿克曼轉向機器人運動學模型
  2.4 滑移轉向機器人運動學模型
  2.5 全向移動機器人運動學模型
    2.5.1 麥克納姆輪移動機器人運動學模型
    2.5.2 全向輪移動機器人運動學模型
  2.6 本章小結
  2.7 拓展閱讀
  參考文獻
第3章移動機器人同步定位與建模
  3.1 移動機器人坐標系
    3.1.1 Gmapping演算法坐標系
    3.1.2 坐標系轉換基礎
  3.2 激光雷達感測器數據處理
    3.2.1 球面坐標係數據處理
    3.2.2 概率學基礎
  3.3 佔據柵格地圖構建演算法
    3.3.1 佔據柵格地圖更新原理
    3.3.2 基於激光雷達構建佔據柵格地圖
  3.4 基於粒子濾波的自適應蒙特卡洛定位演算法
    3.4.1 定位的基本思想
    3.4.2 基於粒子濾波的機器人定位與建圖
    3.4.3 Gmapping演算法的改進
  3.5 本章小結
  3.6 拓展閱讀
  參考文獻
第4章移動機器人任務規劃

  4.1 基於專家系統的任務規劃
    4.1.1 專家系統的基本知識
    4.1.2 機器人專家知識表示
    4.1.3 基於規則的專家系統的自主導航任務
  4.2 基於協同進化理論的任務規劃
    4.2.1 任務規範語言
    4.2.2 進化搜索
  4.3 基於強化學習的任務規劃
    4.3.1 強化學習的基本概念
    4.3.2 基於強化學習的任務規劃架構
  4.3.3 基於任務可靠性圖的規劃策略
  4.4 本章小結
  4.5 拓展閱讀
  參考文獻
第5章移動機器人路徑規劃
  5.1 路徑規劃的問題描述
  5.2 運動基元的設計與生成
    5.2.1 機器人狀態約束表示
    5.2.2 運動基元優化
  5.3 基於啟髮式搜索的路徑規劃
    5.3.1 基於Dijkstra演算法的路徑規劃
    5.3.2 基於A*演算法的路徑規劃
    5.3.3 基於ARA*演算法的路徑規劃
    5.3.4 基於AD*演算法的路徑規劃
  5.4 基於快速擴展隨機樹的路徑規劃
    5.4.1 基於傳統RRT演算法的路徑規劃
    5.4.2 基於B-RRT*演算法的路徑規劃
    5.4.3 基於Anytime RRT*演算法的路徑規劃
  5.5 本章小結
  5.6 拓展閱讀
  參考文獻
第6章移動機器人運動規劃與控制
  6.1 基於純跟蹤演算法的運動規劃
    6.1.1 純跟蹤演算法的原理
    6.1.2 預瞄距離選取方法
    6.1.3 預瞄點選取方法
    6.1.4 速度規劃方法
    6.1.5 驗證示例
  6.2 基於動態窗口法的運動規劃
    6.2.1 機器人的運動學模型
    6.2.2 搜索空間
    6.2.3 評價函數
    6.2.4 驗證示例
  6.3 基於模型預測控制的運動規劃
    6.3.1 預測模型
    6.3.2 預測方程
    6.3.3 滾動優化
    6.3.4 反饋矯正
    6.3.5 驗證示例
  6.4 本章小結

  6.5 拓展閱讀
  參考文獻
第7章移動機器人自主導航系統開發案例
  7.1 ROS集成開發環境配置與搭建
    7.1.1 Ubuntu 20.04安裝與配置
    7.1.2 ROS Noetic安裝與環境配置
  7.2 基於ROS的自主導航開發框架
    7.2.1 move_base簡介
    7.2.2 move_base的安裝與測試
    7.2.3 模擬環境中move_base的使用
  7.3 第十八屆「挑戰杯」競賽案例
    7.3.1 題目介紹與要求
    7.3.2 總體方案設計
    7.3.3 全局路徑規劃模塊
    7.3.4 局部路徑規劃模塊
  7.4 本章小結
  7.5 拓展閱讀
  參考文獻

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