人工智能：智能機器人（精裝版）

第1章 緒論1
1．1 機器人的發(fā)展1
1．1．1 機器人學(xué)的起源和機器人三定律1
1．1．2 國外機器人的發(fā)展情況2
1．1．3 國內(nèi)機器人的發(fā)展情況3
1．1．4 機器人的發(fā)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(jié)構(gòu)和分類7
1．3 機器人學(xué)與人工智能11
1．3．1 人工智能的發(fā)展11
1．3．2 機器人學(xué)與人工智能的關(guān)系12
1．4 機器人學(xué)的研究領(lǐng)域13
1．4．1 機器人學(xué)的知識圖譜13
1．4．2 機器人學(xué)的研究方向14
第2章 機器人學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)17
2．1 位置和姿態(tài)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(biāo)變換19
2．2．1 平移坐標(biāo)變換和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換20
2．2．2 齊次坐標(biāo)變換22
2．3 通用旋轉(zhuǎn)變換26
2．3．1 通用旋轉(zhuǎn)變換公式27
2．3．2 等效轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)軸29
第3章 智能機器人體系結(jié)構(gòu)31
3．1 慎思式體系結(jié)構(gòu)31
3．2 反應(yīng)式體系結(jié)構(gòu)33
3．3 混合式體系結(jié)構(gòu)34
3．4 新型體系結(jié)構(gòu)37
3．4．1 自組織體系結(jié)構(gòu)38
3．4．2 分布式體系結(jié)構(gòu)39
3．4．3 社會機器人體系結(jié)構(gòu)40
3．5 機器人操作系統(tǒng)41
第4章 智能機器人中的傳感器43
4．1 內(nèi)部傳感器44
4．1．1 規(guī)定位置檢測的內(nèi)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(zhuǎn)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(huán)境感知與建模65
5．1 SLAM中的常用模型65
5．1．1 坐標(biāo)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(gòu)建中的常用地圖及其選擇標(biāo)準(zhǔn)69
5．3 機器人定位技術(shù)72
5．3．1 相對定位技術(shù)73
5．3．2 絕對定位技術(shù)74
5．4 即時定位與地圖構(gòu)建的研究方法、現(xiàn)狀及方向75
5．4．1 基于卡爾曼濾波器和擴展卡爾曼濾波器的研究方法77
5．4．2 基于粒子濾波器的研究方法79
5．4．3 基于圖優(yōu)化的研究方法81
5．4．4 SLAM的研究現(xiàn)狀82
5．4．5 SLAM的研究方向89
第6章 路徑規(guī)劃91
6．1 環(huán)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(guī)劃技術(shù)95
6．2．1 全局路徑規(guī)劃95
6．2．2 局部路徑規(guī)劃98
6．3 全局路徑規(guī)劃算法100
6．3．1 A*算法100
6．3．2 D* Lite算法105
6．3．3 基于蟻群算法的路徑規(guī)劃108
6．4 局部路徑規(guī)劃算法112
6．4．1 基于滾動窗口的局部路徑規(guī)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(xué)123
7．1．1 運動學(xué)概述124
7．1．2 運動的描述與分析126
7．1．3 基于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(xué)137
7．2．1 動力學(xué)概述137
7．2．2 動力學(xué)分析方法138
7．2．3 立方體機器人動力學(xué)分析142
7．3 機器人的傳統(tǒng)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(guī)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(tǒng)分類及應(yīng)用161
第8章 多機器人協(xié)同175
8．1 多機器人系統(tǒng)概述175
8．2 多機器人協(xié)同感知178
8．3 多機器人協(xié)同作業(yè)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(xié)同編隊191
8．4．1 基于領(lǐng)航者-跟隨者的方法193
8．4．2 基于虛擬結(jié)構(gòu)的方法196
第9章 智能機器人的HRI201
9．1 HCI技術(shù)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(shù)的發(fā)展203
9．2 HRI相關(guān)理論203
9．2．1 HRI技術(shù)的發(fā)展204
9．2．2 HRI模式的分類206
9．2．3 面向不同應(yīng)用領(lǐng)域的HRI模式210
9．2．4 HRI的評估212
9．3 智能HRI的關(guān)鍵技術(shù)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(xiàn)實交互224
9．3．6 多模態(tài)交互226
參考文獻229