| 作者 |
| 段峰 蔡自兴 |
| 丛书名 |
| 机器人工程技术丛书 |
| 出版社 |
| 机械工业出版社 |
| ISBN |
| 9782105111049 |
| 简要 |
| 简介 |
| 内容简介书籍计算机书籍 ---------------------------8080692 - 智能机器人开发与实践--------------------------- 本书循序渐进地介绍了机器人的发展、核心功能，并通过一个服务机器人的例子介绍了机器人的完整开发过程。通过本书，读者可以在了解机器人工作原理的基础上，快速开发与实现一个有完整的功能的机器人。本书适合作为高校机器人、人工智能及相关专业作为教材，也可供对机器人开发感兴趣的读者阅读。 ---------------------------8078235 - 机器人学基础（第3版）--------------------------- 本书是一部比较系统和全面的机器人学导论性著作，主要介绍机器人学的基本原理及其应用，反映出国内外机器人学研究和应用的最新进展。全书共10章，主要内容包括机器人学的起源与发展、机器人学的数理基础、机器人运动学的表示与求解、机器人动力学方程、机器人的控制原则和控制方法、机器人传感器、机器人轨迹规划、机器人程序设计、机器人的应用和展望等。 |
| 目录 |
| [套装书具体书目] 8078235 - 机器人学基础（第3版） - 9787111671497 - 机械工业出版社 - 定价 59 8080692 - 智能机器人开发与实践 - 9787111679974 - 机械工业出版社 - 定价 69 ---------------------------8080692 - 智能机器人开发与实践--------------------------- 前言 第一部分 基础知识 第1章 机器人概述 2 1.1 机器人的定义和分类 2 1.1.1 机器人的定义 2 1.1.2 服务机器人的分类 3 1.2 现代机器人的发展历程 3 1.2.1 现代机器人研究初期 3 1.2.2 20世纪70年代 4 1.2.3 20世纪80年代 5 1.2.4 20世纪90年代 7 1.2.5 21世纪 9 1.3 机器人的组成 15 1.3.1 机器人的执行机构 15 1.3.2 驱动装置 16 1.3.3 传感装置 16 1.3.4 控制系统 16 1.3.5 智能系统 16 1.3.6 智能人机接口系统 17 1.4 机器人的关键技术 17 1.4.1 自主移动技术 17 1.4.2 感知技术 18 1.4.3 智能决策和控制技术 18 1.4.4 通信技术 18 1.5 机器人的发展趋势 18 1.5.1 人机交互层次化、人性化 18 1.5.2 与环境的交互智能化 19 1.5.3 资源利用网络化 19 1.5.4 设计与生产标准化、模块化、体系化 19 习题 19 参考文献 19 第2章 ROS入门 22 2.1 ROS简介 22 2.1.1 为什么使用ROS 22 2.1.2 什么是ROS 23 2.1.3 ROS与计算机操作系统的区别 23 2.1.4 ROS的主要特点 24 2.2 ROS的安装与卸载 25 2.2.1 ROS的版本 25 2.2.2 安装、配置ROS Indigo 25 2.2.3 安装、配置ROS Melodic 28 2.2.4 卸载ROS 29 2.3 进一步学习的资源 29 习题 30 参考文献 30 第3章 ROS框架和使用基础 31 3.1 ROS框架 31 3.1.1 文件系统级 31 3.1.2 计算图级 32 3.1.3 社区级 33 3.2 ROS使用基础 34 3.2.1 catkin概述 34 3.2.2 工作空间及其创建方法 34 3.2.3 创建ROS工程包 37 3.2.4 编译ROS工程包 37 3.2.5 创建ROS节点 37 3.2.6 编译运行ROS节点 38 3.2.7 roslaunch的使用 39 3.2.8 创建ROS消息和服务 41 3.2.9 编写简单的消息发布器和订阅器（C++语言实现） 44 3.2.10 编写简单的消息发布器和订阅器（Python语言实现） 47 3.2.11 测试消息发布器和订阅器 48 3.2.12 编写简单的Server和Client（C++语言实现） 49 3.2.13 编写简单的Server和Client（Python语言实现） 51 3.2.14 测试简单的Server和Client 53 习题 54 参考文献 54 第4章 ROS的调试 55 4.1 ROS调试的常用命令 55 4.2 ROS调试的常用工具 56 4.2.1 使用rqt_console在运行时修改调试级别 57 4.2.2 使用roswtf检测配置中的潜在问题 59 4.2.3 使用rqt_graph显示节点状态图 59 4.2.4 使用rqt_plot绘制标量数据图 60 4.2.5 使用image_view显示二维图像 61 4.2.6 使用rqt_rviz（rviz）实现3D数据可视化 63 4.2.7 使用rosbag和rqt_bag记录与回放数据 64 4.2.8 rqt插件与rx应用 65 4.3 ROS基本命令总结 66 4.3.1 创建 ROS 工作空间 66 4.3.2 Package的相关操作 66 4.3.3 节点的相关操作 67 4.3.4 话题的相关操作 67 4.3.5 服务的相关操作 68 4.3.6 rosparam的相关操作 69 4.3.7 bag的相关操作 69 4.3.8 rosmsg的相关操作 70 4.3.9 rossrv的相关操作 70 4.3.10 ROS的其他命令 71 习题 71 第二部分 机器人核心功能的实现 第5章 机器人的安装与初步使用 75 5.1 Turtlebot机器人简介 75 5.2 Turtlebot机器人硬件的组成与配置 76 5.3 Turtlebot机器人软件的安装与测试 77 5.3.1 从源码安装 77 5.3.2 deb安装方式 78 5.3.3 按照Kobuki基座进行配置 79 5.4 启动Turtlebot 80 5.5 通过键盘手动控制Turtlebot 81 5.6 通过脚本控制Turtlebot 81 5.7 监控Kobuki的电池状态 82 5.8 Turtlebot机器人的扩展 83 习题 85 参考文献 85 第6章 机器人视觉功能的实现 86 6.1 视觉传感器 86 6.1.1 Kinect视觉传感器 86 6.1.2 Primesense视觉传感器 87 6.2 驱动程序的安装与测试 88 6.3 同时运行两台Kinect 89 6.4 同时运行Kinect与Primesense 92 6.5 在ROS中使用OpenCV处理RGB图像 92 6.5.1 在ROS中安装OpenCV 92 6.5.2 在ROS代码中使用OpenCV 93 6.5.3 理解ROS-OpenCV 转换架构 93 6.5.4 ROS节点示例 96 6.6 点云库及其使用 99 6.6.1 点云及点云库简介 99 6.6.2 PCL的数据类型 99 6.6.3 发布和订阅点云消息 101 6.6.4 如何在ROS中使用PCL教程 102 6.6.5 PCL的一个简单应用——检测门的开关状态 108 习题 109 参考文献 109 第7章 机器人视觉功能的实现进阶 110 7.1 机器人跟随功能的实现 110 7.1.1 理论基础 110 7.1.2 跟随功能的运行测试 111 7.2 机器人挥手识别功能的实现 114 7.2.1 机器人挥手识别的实现框架及难点分析 115 7.2.2 基于AdaBoost和Cascade算法的人脸检测 116 7.2.3 用模板匹配算法识别人手 118 7.2.4 基于YCrCb颜色空间的肤色分割 119 7.2.5 挥手识别功能的运行测试 119 7.3 机器人的物体识别与定位功能的实现 120 7.3.1 基于Hue直方图的滑动窗口模板匹配方法 120 7.3.2 基于空间点云数据的物体定位方法 121 7.3.3 物体识别与定位的实现和测试 122 7.4 服务机器人人脸与性别识别功能的实现 123 7.4.1 基于OpenCV的传统人脸与性别识别方法 123 7.4.2 基于OpenCV的人脸与性别识别功能的运行测试 124 7.4.3 基于Dlib库的人脸识别方法 126 7.4.4 基于Dlib库的人脸识别功能的运行测试 126 7.5 使用TensorFlow识别手写数字 131 7.5.1 TensorFlow简介 131 7.5.2 安装TensorFlow 132 7.5.3 TensorFlow的基本概念 133 7.5.4 使用TensorFlow进行手写数字识别 135 习题 138 参考文献 138 第8章 机器人自主导航功能 139 8.1 机器人自主导航的关键技术 139 8.1.1 机器人的定位与建图 139 8.1.2 路径规划 142 8.2 Kobuki基座模型的运动学分析 145 8.3 导航工程包集 147 8.3.1 导航工程包集概述 147 8.3.2 硬件需求 147 8.4 导航工程包集的使用基础 147 8.4.1 导航工程包集在机器人上的安装与配置 147 8.4.2 机器人tf配置 155 8.4.3 基础导航调试指南 160 8.4.4 通过ROS发布里程计测量信息 163 8.4.5 通过ROS发布传感器数据流 168 8.5 在Turtlebot上配置并使用导航工程包集 174 8.5.1 使用Turtlebot创建SLAM地图 174 8.5.2 使用Turtlebot已知地图进行自主导航 175 习题 177 参考文献 177 第9章 机器人语音交互功能的基础理论 179 9.1 语音识别 179 9.1.1 声学模型 180 9.1.2 语言模型 183 9.2 语义理解 187 9.3 语音合成 188 参考文献 189 第10章 机器人语音交互功能的实现——PocketSphinx 191 10.1 硬件设备 191 10.2 PocketSphinx语音识别系统简介 191 10.3 在Indigo上安装、测试PocketSphinx 193 10.3.1 PocketSphinx的安装 193 10.3.2 安装语音合成的声音库 194 10.3.3 利用在线工具建立语言模型 195 10.4 在melodic上安装、测试PocketSphinx 197 10.4.1 在melodic版本上安装PocketSphinx 197 10.4.2 PocketSphinx语音识别的测试 197 习题 201 第11章 机器人机械臂抓取功能的实现 202 11.1 机械臂硬件的组成 202 11.2 机械臂运动学分析 203 11.3 机械臂舵机ID的设置 204 11.4 使用USB2Dynamixel控制turtlebotArm 208 11.4.1 安装、测试dynamixel_motor软件包 208 11.4.2 机械臂抓取功能的实现 212 习题 216 第三部分 机器人的应用 第12章 机器人综合应用案例一：长命令识别与多任务执行 218 12.1 案例目标 218 12.2 语音识别任务 219 12.3 在家居环境中自主导航 220 12.4 物体识别与抓取 221 习题 221 第13章 机器人综合应用案例二：跟随与协助用户 222 13.1 案例目标 222 13.2 语音识别命令 222 13.3 跟随与自主导航 223 13.4 检测与识别人脸 225 第14章 机器人综合应用案例三：顾客挥手示意机器人点餐 226 14.1 案例目标 226 14.2 机器人即时建图 227 14.3 机器人识别挥手并移向挥手人 228 14.4 语音识别菜单 229 14.5 自主导航回到吧台 229 ---------------------------8078235 - 机器人学基础（第3版）--------------------------- 代序 前言 第1章 绪论1 1.1 机器人学的发展1 1.1.1 机器人的由来1 1.1.2 机器人的定义2 1.1.3 国际机器人学的进展2 1.1.4 中国机器人学的进展3 1.2 机器人的特点、结构与分类6 1.2.1 机器人的主要特点6 1.2.2 机器人系统的结构6 1.2.3 机器人的自由度8 1.2.4 机器人的分类8 1.3 机器人学与人工智能12 1.3.1 机器人学与人工智能的关系12 1.3.2 机器人学的研究领域和智能机器人13 1.4 机器人学的应用领域15 1.4.1 工业机器人15 1.4.2 探索机器人15 1.4.3 服务机器人16 1.4.4 军用机器人17 1.5 机器人市场的现状和趋势17 1.5.1 国际机器人市场17 1.5.2 中国工业机器人市场19 1.6 本书概要19 1.7 本章小结20 习题21 第2章 数理基础23 2.1 位置和姿态的表示23 2.1.1 位置描述23 2.1.2 方位描述23 2.1.3 位姿描述24 2.2 坐标变换25 2.2.1 平移坐标变换25 2.2.2 旋转坐标变换25 2.3 齐次坐标变换26 2.3.1 齐次变换26 2.3.2 平移齐次坐标变换28 2.3.3 旋转齐次坐标变换29 2.4 物体的变换及逆变换30 2.4.1 物体位置描述30 2.4.2 齐次变换的逆变换31 2.4.3 变换方程初步33 2.5 通用旋转变换34 2.5.1 通用旋转变换公式34 2.5.2 等效转角与转轴35 2.6 本章小结36 习题37 第3章 机器人运动学39 3.1 机器人运动方程的表示39 3.1.1 运动姿态和方向角40 3.1.2 运动位置和坐标42 3.1.3 连杆变换矩阵及其乘积…43 3.2 机械手运动方程的求解46 3.2.1 欧拉变换解46 3.2.2 滚、仰、偏变换解49 3.2.3 球面变换解50 3.3 PUMA 560机器人运动方程51 3.3.1 PUMA 560运动分析51 3.3.2 PUMA 560运动综合55 3.4 本章小结58 习题58 第4章 机器人动力学63 4.1 刚体动力学63 4.1.1 刚体的动能与位能64 4.1.2 动力学方程的两种求法…66 4.2 机械手动力学方程70 4.2.1 速度的计算71 4.2.2 动能和位能的计算72 4.2.3 动力学方程的推导75 4.3 本章小结76 习题77 第5章 机器人控制79 5.1 机器人的基本控制原则79 5.1.1 基本控制原则79 5.1.2 伺服控制系统举例82 5.2 机器人的位置控制84 5.2.1 直流传动系统的建模84 5.2.2 位置控制的基本结构87 5.2.3 单关节位置控制器89 5.2.4 多关节位置控制器96 5.3 机器人的力和位置混合控制98 5.3.1 力和位置混合控制方案…98 5.3.2 力和位置混合控制系统控制规律的综合101 5.4 机器人的智能控制105 5.4.1 智能控制系统的分类105 5.4.2 机器人自适应模糊控制…110 5.4.3 多指灵巧手的神经控制…113 5.5 深度学习在机器人控制中的应用116 5.6 本章小结119 习题120 第6章 机器人传感器123 6.1 机器人传感器概述123 6.1.1 机器人传感器的特点与分类123 6.1.2 应用传感器时应考虑的问题125 6.2 内传感器126 6.2.1 位移位置传感器126 6.2.2 速度和加速度传感器130 6.2.3 力觉传感器131 6.3 外传感器134 6.3.1 触觉传感器134 6.3.2 应力传感器137 6.3.3 接近度传感器138 6.3.4 其他外传感器140 6.4 机器人视觉装置141 6.4.1 机器人眼141 6.4.2 视频信号数字变换器143 6.4.3 固态视觉装置144 6.4.4 激光雷达147 6.5 本章小结148 习题148 第7章 机器人轨迹规划150 7.1 轨迹规划应考虑的问题150 7.2 关节轨迹的插值计算151 7.2.1 三次多项式插值152 7.2.2 过路径点的三次多项式插值153 7.2.3 高阶多项式插值154 7.2.4 用抛物线过渡的线性插值155 7.2.5 过路径点用抛物线过渡的线性插值156 7.3 笛卡儿路径轨迹规划157 7.4 规划轨迹的实时生成163 7.5 本章小结165 习题166 第8章 机器人编程168 8.1 机器人编程要求与语言类型168 8.1.1 对机器人编程的要求168 8.1.2 机器人编程语言的类型…169 8.2 机器人语言系统结构和基本功能171 8.2.1 机器人语言系统的结构…171 8.2.2 机器人编程语言的基本功能171 8.3 机器人操作系统ROS173 8.4 常用的工业机器人编程语言176 8.4.1 VAL语言176 8.4.2 SIGLA语言177 8.4.3 IML语言178 8.4.4 AL语言178 8.5 解释型脚本语言Python179 8.5.1 Python语言的基本数据结构180 8.5.2 选择结构和循环结构182 8.5.3 Python的函数183 8.6 基于MATLAB的机器人学仿真184 8.6.1 坐标变换185 8.6.2 构建机器人对象185 8.6.3 机器人运动学求解188 8.6.4 轨迹规划188 8.7 机器人的离线编程189 8.7.1 机器人离线编程的特点和主要内容190 8.7.2 机器人离线编程系统的结构191 8.8 本章小结194 习题195 参考文献198 |