人工智能：智能機器人

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人工智能：智能機器人

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內容描述

本書首先簡要介紹機器人和機器人學的概況，以及機器人學的數學基礎，然後分別詳細討論智能機器人體系結構、智能機器人中的傳感器、環境感知與建模、路徑規劃、機器人控制、多機器人協同，以及智能機器人的HRI等內容。

目錄大綱

第1章 緒論1
1.1 機器人的發展1
1.1.1 機器人學的起源和機器人三定律1
1.1.2 國外機器人的發展情況2
1.1.3 國內機器人的發展情況3
1.1.4 機器人的發展歷程4
1.2 機器人的基本概念5
1.2.1 機器人的定義與特點5
1.2.2 機器人的結構和分類7
1.3 機器人學與人工智能11
1.3.1 人工智能的發展11
1.3.2 機器人學與人工智能的關系12
1.4 機器人學的研究領域13
1.4.1 機器人學的知識圖譜13
1.4.2 機器人學的研究方向14
第2章 機器人學的數學基礎17
2.1 位置和姿態的表示17
2.1.1 位置的表示17
2.1.2 方位的表示18
2.1.3 位姿的表示19
2.2 坐標變換19
2.2.1 平移坐標變換和旋轉坐標變換20
2.2.2 齊次坐標變換22
2.3 通用旋轉變換26
2.3.1 通用旋轉變換公式27
2.3.2 等效轉角與轉軸29
第3章 智能機器人體系結構31
3.1 慎思式體系結構31
3.2 反應式體系結構33
3.3 混合式體系結構34
3.4 新型體系結構37
3.4.1 自組織體系結構38
3.4.2 分佈式體系結構39
3.4.3 社會機器人體系結構40
3.5 機器人操作系統41
第4章 智能機器人中的傳感器43
4.1 內部傳感器44
4.1.1 規定位置檢測的內部傳感器44
4.1.2 位置、角度測量傳感器45
4.1.3 速度傳感器47
4.2 外部傳感器47
4.3 視覺傳感器49
4.3.1 光電二極管與光電轉換器49
4.3.2 位置敏感探測器49
4.3.3 CCD圖像傳感器50
4.3.4 CMOS圖像傳感器51
4.3.5 紅外傳感器52
4.4 距離傳感器52
4.4.1 超聲波距離傳感器53
4.4.2 激光雷達53
4.4.3 毫米波雷達58
4.4.4 深度攝像機60
第5章 環境感知與建模65
5.1 SLAM中的常用模型65
5.1.1 坐標系模型65
5.1.2 機器人位置模型66
5.1.3 里程計或控制命令模型66
5.1.4 運動模型67
5.1.5 傳感器觀測模型68
5.1.6 噪聲模型68
5.2 地圖構建中的常用地圖及其選擇標準69
5.3 機器人定位技術72
5.3.1 相對定位技術73
5.3.2 絕對定位技術74
5.4 即時定位與地圖構建的研究方法、現狀及方向75
5.4.1 基於卡爾曼濾波器和擴展卡爾曼濾波器的研究方法77
5.4.2 基於粒子濾波器的研究方法79
5.4.3 基於圖優化的研究方法81
5.4.4 SLAM的研究現狀82
5.4.5 SLAM的研究方向89
第6章 路徑規劃91
6.1 環境地圖的表示91
6.1.1 拓撲地圖92
6.1.2 度量地圖93
6.1.3 混合地圖95
6.2 路徑規劃技術95
6.2.1 全局路徑規劃95
6.2.2 局部路徑規劃98
6.3 全局路徑規劃算法100
6.3.1 A算法100
6.3.2 D Lite算法105
6.3.3 基於蟻群算法的路徑規劃108
6.4 局部路徑規劃算法112
6.4.1 基於滾動窗口的局部路徑規劃算法112
6.4.2 Morphin算法116第7章機器人控制123
7.1 機器人運動學123
7.1.1 運動學概述124
7.1.2 運動的描述與分析126
7.1.3 基於麥克納姆輪的全向移動平臺的運動分析133
7.2 機器人動力學137
7.2.1 動力學概述137
7.2.2 動力學分析方法138
7.2.3 立方體機器人動力學分析142
7.3 機器人的傳統控制145
7.3.1 機器人的運動控制145
7.3.2 機器人的軌跡規劃和軌跡控制149
7.3.3 機器人的力控制155
7.4 機器人的智能控制160
7.4.1 智能控制概述160
7.4.2 智能控制系統分類及應用161
第8章 多機器人協同175
8.1 多機器人系統概述175
8.2 多機器人協同感知178
8.3 多機器人協同作業186
8.3.1 市場拍賣方法186
8.3.2 情感招募方法188
8.4 多機器人協同編隊191
8.4.1 基於領航者-跟隨者的方法193
8.4.2 基於虛擬結構的方法196
第9章 智能機器人的HRI201
9.1 HCI技術概述201
9.1.1 HCI的作用201
9.1.2 HCI過程涉及的元素202
9.1.3 HCI技術的發展203
9.2 HRI相關理論203
9.2.1 HRI技術的發展204
9.2.2 HRI模式的分類206
9.2.3 面向不同應用領域的HRI模式210
9.2.4 HRI的評估212
9.3 智能HRI的關鍵技術215
9.3.1 智能HRI的特點216
9.3.2 自然語言交互217
9.3.3 手勢交互218
9.3.4 腦機交互222
9.3.5 虛擬現實交互224
9.3.6 多模態交互226
參考文獻229