移動機器人技術基礎與制作

第1章  緒論   1.1 移動機器人概述     1.1.1 移動機器人的定義     1.1.2 移動機器人的發(fā)展概況   1.2 移動機器人的結構與分類     1.2.1 移動機器人的結構     1.2.2 移動機器人的分類   1.3 移動機器人的研究領域及關鍵技術   1.4 移動機器人的應用及展望 第2章  移動機器人的傳感器   2.1 機器人內(nèi)部傳感器     2.1.1 位置傳感器     2.1.2 姿態(tài)傳感器     2.1.3 壓力傳感器     2.1.4 加速度傳感器   2.2 機器人外部傳感器     2.2.1 接近覺傳感器     2.2.2 觸覺傳感器     2.2.3 力覺傳感器     2.2.4 溫度傳感器     2.2.5 氣體傳感器     2.2.6 聽覺傳感器     2.2.7 視覺傳感器     2.2.8 深度傳感器   2.3 傳感器的性能指標   2.4 多傳感器信息融合技術     2.4.1 多傳感器信息融合的關鍵問題     2.4.2 信息融合的具體方法     2.4.3 多傳感器信息融合的結構和控制   2.5 小結   2.6 練習題 第3章  移動機器人的通信技術   3.1 移動機器人通信系統(tǒng)的特點與設計     3.1.1 移動機器人通信的特點     3.1.2 移動機器人通信系統(tǒng)設計   3.2 常用無線通信技術及在移動機器人中的應用     3.2.1 移動通信系統(tǒng)簡介     3.2.2 移動通信網(wǎng)絡在機器人中的應用     3.2.3 紅外技術     3.2.4 藍牙通信技術     3.2.5 ZigBee通信技術     3.2.6 Wi-Fi通信息技術     3.2.7 Ad Hoc通信技術     3.2.8 UWB超寬帶通信息技術   3.3 基于Internet/Web的遠程移動機器人     3. 3.1 基于Internet的遠程機器人     3.3.2 基于Web的遠程機器人   3.4 物聯(lián)網(wǎng)技術     3.4.1 物聯(lián)網(wǎng)定義及本質(zhì)     3.4.2 物聯(lián)網(wǎng)的技術特點   3.5 小結   3.6 練習題 第4章  移動機器人運動學與動力學   4.1 機器人位置運動學     4.1.1 空間點表示     4.1.2 齊次變換的表示   4.2 機器人的運動學     4.2.1 正運動學分析     4.2.2 機器人的工作空間研究     4.2.3 逆運動學求解   4.3 微分運動和速度     4.3.1 微分關系     4.3.2 剛體運動的速度     4.3.3 雅可比矩陣   4.4 移動機器人動力學     4.4.1 牛頓-歐拉方程     4.4.2 輪式機器人的動力學分析   4.5 小結   4.6 練習題 第5章  移動機器人控制技術   5.1 經(jīng)典控制技術     5.1.1 模擬PID控制器的數(shù)學模型     5.1.2 數(shù)字PID控制器的數(shù)學模型   5.2 現(xiàn)代控制技術     5.2.1 機器人變結構控制     5.2.2 機器人自適應控制   5.3 智能控制技術     5.3.1 智能控制的基本概念     5.3.2 智能控制系統(tǒng)的分類     5.3.3 移動機器人的軌跡跟蹤迭代學習控制     5.3.4 移動機器人模糊神經(jīng)網(wǎng)絡避障   5.4 小結   5.5 練習題 第6章  移動機器人視覺技術   6.1 移動機器人視覺系統(tǒng)     6.1.1 移動機器人視覺系統(tǒng)概述     6.1.2 移動機器人單目視覺系統(tǒng)     6.1.3 移動機器人雙目視覺系統(tǒng)     6.1.4 移動機器人全景視覺系統(tǒng)     6.1.5 移動機器人網(wǎng)絡攝像頭   6.2 攝像機標定     6.2.1 攝像機的畸變模型     6.2.2 攝像機標定技術   6.3 灰度圖像處理     6.3.1 二值圖像處理     6.3.2 圖像分割   6.4 彩色圖像處理     6.4.1 顏色空間     6.4.2 顏色分割   6.5 移動機器人視覺導航     6.5.1 室內(nèi)移動機器人視覺導航     6.5.2 ALV的視覺導航   6.6 小結   6.7 練習題 第7章  移動機器人定位與路徑規(guī)劃   7.1 定位的概念   7.2 移動機器人的相對定位   7.3 移動機器人的絕對定位     7.3.1 GPS定位     7.3.2 路標定位   7.4 路徑規(guī)劃、環(huán)境理解與環(huán)境建模     7.4.1 路徑規(guī)劃的概念     7.4.2 環(huán)境理解     7.4.3 環(huán)境建模的典型方法   7.5 A *／D*法進行路徑規(guī)劃     7.5.1 狀態(tài)空間搜索     7.5.2 A*算法路徑規(guī)劃     7.5.3 D*算法路徑規(guī)劃   7.6 遺傳算法動態(tài)路徑規(guī)劃   7.7 基于視覺與自適應模糊的路徑導航   7.8 移動機器人同步定位與地圖構建     7.8.1 同步定位與地圖構建綜述     7.8.2 同步定位與地圖構建的關鍵問題     7.8.3 基于EKF模型的SLAM算法     7.8.4 基于卡爾曼濾波器的SLAM實例   7.9 小結   7.10 練習題 第8章  移動機器人人工智能   8.1 人工智能簡介     8.1.1 人工智能的基礎     8.1.2 人工智能的研究階段     8.1.3 人工智能的研究對象和范圍     8.1.4 人工智能的研究與應用領域     8.1.5 人工智能的發(fā)展方向   8.2 人工智能在移動機器人領域的典型應用     8.2.1 規(guī)劃技術     8.2.2 感知技術     8.2.3 專家系統(tǒng)     8.2.4 自然語言理解   8.3 人工智能在移動機器人領域中的應用舉例     8.3.1 專家系統(tǒng)在移動機器人控制中的應用     8.3.2 人工智能在移動機器人自主導航技術中的應用   8.4 小結   8.5 練習題 第9章  移動機器人人機接口   9.1 人機接口的概念   9.2 國內(nèi)外研究狀況   9.3 移動機器人人機接口     9.3.1 基于操縱桿控制的人機接口     9.3.2 基于按鍵、菜單、觸摸屏控制的人機接口     9.3.3 基于語音的人機接口     9.3.4 基于手勢的人機接口     9.3.5 基于呼吸控制的人機接口     9.3.6 基于注視機制的人機接口     9.3.7 基于眼動控制的人機接口     9.3.8 基于腦波信號的人機接口     9.3.9 基于肌電信學的人機接口     9.3.10 遠程控制系統(tǒng)中的人機接口   9.4 智能輪椅人機接口   9.5 信息無障礙人機交互     9.5.1 信息無障礙     9.5.2 信息無障礙關鍵技術     9.5.3 無障礙人機交互   9.6 理想的人機交互與新一代人機交互展望   9.7 小結   9.8 練習題 第10章  智能輪椅   10.1 概述     10.1.1 引言     10.1.2 智能輪椅的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀     10.1.3 智能輪椅的發(fā)展趨勢   10.2 智能輪椅的機構及功能分析     10.2.1 智能輪椅的系統(tǒng)結構     10.2.2 智能輪椅系統(tǒng)的硬件結構     10.2.3 智能輪椅系統(tǒng)的功能分析   10.3 智能輪椅的導航與交互     10.3.1 智能輪椅的導航系統(tǒng)     10.3.2 智能輪椅的人機交互系統(tǒng)   10.4 小結   10.5 練習題 第11章  智能聲控機器人的制作   11.1 微控制器主板的制作   11.2 電源的選擇或制作     11.2.1 保險絲的選擇     11.2.2 倍壓和極性轉(zhuǎn)換     11.2.3 電池電壓檢測器   11.3 步進電機驅(qū)動器的制作     11.3.1 步進電機參數(shù)     11.3.2 步進電機的控制   11.4 語音控制的制作   11.5 PIC步進電機驅(qū)動器的制作   11.6 軟件系統(tǒng)設計   11.7 小結   11.8 練習題 參考文獻 名詞索引