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智能機器人理論與實踐/新工科人才培養系列叢書

  • 作者:編者:倪建軍//顧揚|責編:田宏峰
  • 出版社:電子工業
  • ISBN:9787121535673
  • 出版日期:2026/08/01
  • 裝幀:平裝
  • 頁數:249
人民幣:RMB 79 元      售價:元
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內容大鋼
    本書系統闡述智能機器人的核心理論、關鍵技術與實踐應用,旨在為讀者構建從基礎原理到工程實現的完備知識體系。全書圍繞機器人智能化的實現路徑展開,內容涵蓋智能機器人的本體結構、電源系統、感測器系統、視聽覺系統、導航方法、路徑規劃方法、ROS原理及應用等模塊。本書不僅介紹了智能機器人的基本概念、系統組成與分類,還深入分析了多感測器信息融合、深度學習視覺感知、智能路徑規劃方法,以及自主導航策略等智能機器人領域最新研究成果。
    本書注重理論與實踐的結合,各章節內容循序漸進,既有關鍵演算法的系統理論推導,又配有典型實例的分析與應用說明,便於讀者理解和掌握智能機器人開發與應用的全流程。
    本書可作為自動化、機器人、人工智慧、電腦、電子信息等專業高年級本科生和研究生的教材,也可供從事人工智慧與機器人研發的科研人員和工程技術人員參考。

作者介紹
編者:倪建軍//顧揚|責編:田宏峰

目錄
第1章  緒論
  1.1  智能機器人的基本概念
    1.1.1  智能機器人本質特徵
    1.1.2  智能機器人的定義
    1.1.3  智能機器人基本功能
  1.2  智能機器人的發展簡史
    1.2.1  古代機器人
    1.2.2  工業機器人
    1.2.3  初級智能機器人
    1.2.4  高級智能機器人
  1.3  智能機器人的分類
    1.3.1  按智能程度分類
    1.3.2  按負載能力分類
    1.3.3  按開發目的分類
    1.3.4  按應用領域分類
  1.4  智能機器人的主要研究內容
    1.4.1  智能機器人的關鍵技術
    1.4.2  智能機器人的系統架構與集成
  1.5  智能機器人的發展趨勢展望
  課後習題
第2章  智能機器人的本體結構
  2.1  智能機器人的結構組成
    2.1.1  智能機器人的基本結構
    2.1.2  智能機器人的機械結構
  2.2  智能機器人的位姿描述
  2.3  智能機器人的坐標變換
    2.3.1  正交坐標系
    2.3.2  齊次坐標系
    2.3.3  變換方程
  2.4  智能機器人的本體參數
    2.4.1  智能機器人的基本參數
    2.4.2  智能機器人的工程參數
    2.4.3  機械臂運動學
  2.5  本章小結
  課後習題
第3章  智能機器人的電源系統
  3.1  智能機器人的電源系統概述
    3.1.1  電源系統的主要任務與組成
    3.1.2  電源系統的性能指標和面臨的挑戰
    3.1.3  智能機器人的電源需求分析
  3.2  智能機器人的電源電路設計
    3.2.1  電源電路設計的基本原則
    3.2.2  主要的電源電路
  3.3  智能機器人的電源轉換和外部供電系統
    3.3.1  電源轉換
    3.3.2  外部供電系統
  3.4  智能機器人的電池類型與特性
    3.4.1  鋰離子電池
    3.4.2  新興電池技術
    3.4.3  電池管理系統

  3.5  水下機器人的設計實例分析
    3.5.1  水下機器人的結構特點
    3.5.2  水下機器人的推進器
    3.5.3  水下機器人的線纜系統
    3.5.4  水下機器人的供電系統
  3.6  本章小結
  課後習題
第4章  智能機器人的感測器系統
  4.1  智能機器人感測器系統概述
    4.1.1  感測器的定義與組成
    4.1.2  感測器的分類與結構
    4.1.3  新型感測器技術
    4.1.4  感測器系統的作用
  4.2  智能機器人的感測器數據處理
    4.2.1  圖像處理
    4.2.2  激光雷達點雲處理
    4.2.3  語音數據處理
  4.3  多感測器信息融合
    4.3.1  信息融合概述
    4.3.2  信息融合的優勢與流程
    4.3.3  一維數據的圖像化
    4.3.4  信息融合的主要方法
  4.4  智能機器人的感測器選型與部署
    4.4.1  感測器的通用性能指標、特殊要求與選型
    4.4.2  感測器部署的基本原則
  4.5  本章小結
  課後習題
第5章  智能機器人的視聽覺系統
  5.1  智能機器人視覺系統
    5.1.1  視覺系統概述
    5.1.2  智能機器人視覺的發展概況
    5.1.3  智能機器人視覺系統組成
  5.2  智能機器人視覺理論基礎
    5.2.1  成像原理
    5.2.2  視覺測量模型
    5.2.3  位姿估計理論
  5.3  智能機器人聽覺系統
    5.3.1  語音識別技術簡介
    5.3.2  語音識別演算法演進
    5.3.3  智能機器人聽覺系統的主要研究
  5.4  基於深度學習的智能機器人視聽覺技術
    5.4.1  深度學習概述
    5.4.2  基於卷積神經網路的手寫數字識別
    5.4.3  基於大語言模型的自然語言理解
  5.5  本章小結
  課後習題
第6章  智能機器人的導航方法
  6.1  智能機器人導航概述
    6.1.1  環境感知與環境理解
    6.1.2  導航決策技術

    6.1.3  智能機器人導航方法的分類
  6.2  智能機器人導航基礎知識
    6.2.1  智能機器人導航數學基礎
    6.2.2  智能機器人的導航方法
    6.2.3  智能機器人中的傳統導航方法
  6.3  基於模糊邏輯的智能機器人導航
    6.3.1  模糊推理方法概述
    6.3.2  基於模糊邏輯的導航方法
    6.3.3  基於模糊邏輯的導航方法的優勢與局限性
  6.4  基於行為的智能機器人導航
    6.4.1  基於行為的導航方法的概述
    6.4.2  基於行為的導航方法的基本原理
    6.4.3  基於行為的導航方法的優勢與缺陷
  6.5  基於深度強化學習的智能機器人導航
    6.5.1  強化學習概述
    6.5.2  基於深度強化學習的導航方法的基礎知識
    6.5.3  基於Q學習演算法的智能機器人導航
    6.5.4  基於DQN演算法的智能機器人導航
  6.6  本章小結
  課後習題
第7章  智能機器人的路徑規劃方法
  7.1  智能機器人路徑規劃概述
    7.1.1  路徑規劃的研究內容
    7.1.2  路徑規劃方法分類
    7.1.3  路徑規劃面臨的主要挑戰
  7.2  智能機器人的地圖模型
    7.2.1  柵格地圖
    7.2.2  拓撲地圖
    7.2.3  地圖模型的選擇與融合
  7.3  傳統路徑規劃方法
    7.3.1  柵格法
    7.3.2  拓撲法
    7.3.3  構形空間方法
    7.3.4  可視圖法
    7.3.5  概率路徑圖法
  7.4  基於搜索演算法的路徑規劃
    7.4.1  基於Dijkstra演算法的路徑規劃
    7.4.2  基於A*演算法的路徑規劃
    7.4.3  基於模擬退火演算法的路徑規劃
  7.5  基於遺傳演算法的路徑規劃
    7.5.1  遺傳演算法概述
    7.5.2  基於遺傳演算法的智能機器人路徑規劃
  7.6  基於人工神經網路的路徑規劃
    7.6.1  人工神經網路概述
    7.6.2  基於BP神經網路的路徑規劃
  7.7  本章小結
  課後習題
第8章  智能機器人的ROS原理及應用
  8.1  ROS概述
    8.1.1  ROS定義

    8.1.2  ROS的作用
    8.1.3  ROS的安裝
  8.2  基於ROS的智能機器人模擬
    8.2.1  統一機器人描述格式文件
    8.2.2  基於宏展開的擴展語言文件
    8.2.3  智能機器人的模擬實例
  8.3  基於ROS的智能機器人運動控制
    8.3.1  運動控制系統的搭建
    8.3.2  基於腳本的智能機器人運動控制
  8.4  基於ROS的智能機器人導航
    8.4.1  ROS地圖設置
    8.4.2  智能機器人的定位與建圖
    8.4.3  ROS導航功能包集
    8.4.4  基於TurtleBot3平台的智能機器人導航模擬
    8.4.5  環境地圖的構建
    8.4.6  智能機器人的自主導航
  8.5  本章小結
  課後習題
參考文獻

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