人工智能：智能机器人（精装版）

第1章 绪论1
1．1 机器人的发展1
1．1．1 机器人学的起源和机器人三定律1
1．1．2 国外机器人的发展情况2
1．1．3 国内机器人的发展情况3
1．1．4 机器人的发展历程4
1．2 机器人的基本概念5
1．2．1 机器人的定义与特点5
1．2．2 机器人的结构和分类7
1．3 机器人学与人工智能11
1．3．1 人工智能的发展11
1．3．2 机器人学与人工智能的关系12
1．4 机器人学的研究领域13
1．4．1 机器人学的知识图谱13
1．4．2 机器人学的研究方向14
第2章 机器人学的数学基础17
2．1 位置和姿态的表示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 坐标变换19
2．2．1 平移坐标变换和旋转坐标变换20
2．2．2 齐次坐标变换22
2．3 通用旋转变换26
2．3．1 通用旋转变换公式27
2．3．2 等效转角与转轴29
第3章 智能机器人体系结构31
3．1 慎思式体系结构31
3．2 反应式体系结构33
3．3 混合式体系结构34
3．4 新型体系结构37
3．4．1 自组织体系结构38
3．4．2 分布式体系结构39
3．4．3 社会机器人体系结构40
3．5 机器人操作系统41
第4章 智能机器人中的传感器43
4．1 内部传感器44
4．1．1 规定位置检测的内部传感器44
4．1．2 位置、角度测量传感器45
4．1．3 速度传感器47
4．2 外部传感器47
4．3 视觉传感器49
4．3．1 光电二极管与光电转换器49
4．3．2 位置敏感探测器49
4．3．3 CCD图像传感器50
4．3．4 CMOS图像传感器51
4．3．5 红外传感器52
4．4 距离传感器52
4．4．1 超声波距离传感器53
4．4．2 激光雷达53
4．4．3 毫米波雷达58
4．4．4 深度摄像机60
第5章 环境感知与建模65
5．1 SLAM中的常用模型65
5．1．1 坐标系模型65
5．1．2 机器人位置模型66
5．1．3 里程计或控制命令模型66
5．1．4 运动模型67
5．1．5 传感器观测模型68
5．1．6 噪声模型68
5．2 地图构建中的常用地图及其选择标准69
5．3 机器人定位技术72
5．3．1 相对定位技术73
5．3．2 绝对定位技术74
5．4 即时定位与地图构建的研究方法、现状及方向75
5．4．1 基于卡尔曼滤波器和扩展卡尔曼滤波器的研究方法77
5．4．2 基于粒子滤波器的研究方法79
5．4．3 基于图优化的研究方法81
5．4．4 SLAM的研究现状82
5．4．5 SLAM的研究方向89
第6章 路径规划91
6．1 环境地图的表示91
6．1．1 拓扑地图92
6．1．2 度量地图93
6．1．3 混合地图95
6．2 路径规划技术95
6．2．1 全局路径规划95
6．2．2 局部路径规划98
6．3 全局路径规划算法100
6．3．1 A*算法100
6．3．2 D* Lite算法105
6．3．3 基于蚁群算法的路径规划108
6．4 局部路径规划算法112
6．4．1 基于滚动窗口的局部路径规划算法112
6．4．2 Morphin算法116第7章机器人控制123
7．1 机器人运动学123
7．1．1 运动学概述124
7．1．2 运动的描述与分析126
7．1．3 基于麦克纳姆轮的全向移动平台的运动分析133
7．2 机器人动力学137
7．2．1 动力学概述137
7．2．2 动力学分析方法138
7．2．3 立方体机器人动力学分析142
7．3 机器人的传统控制145
7．3．1 机器人的运动控制145
7．3．2 机器人的轨迹规划和轨迹控制149
7．3．3 机器人的力控制155
7．4 机器人的智能控制160
7．4．1 智能控制概述160
7．4．2 智能控制系统分类及应用161
第8章 多机器人协同175
8．1 多机器人系统概述175
8．2 多机器人协同感知178
8．3 多机器人协同作业186
8．3．1 市场拍卖方法186
8．3．2 情感招募方法188
8．4 多机器人协同编队191
8．4．1 基于领航者-跟随者的方法193
8．4．2 基于虚拟结构的方法196
第9章 智能机器人的HRI201
9．1 HCI技术概述201
9．1．1 HCI的作用201
9．1．2 HCI过程涉及的元素202
9．1．3 HCI技术的发展203
9．2 HRI相关理论203
9．2．1 HRI技术的发展204
9．2．2 HRI模式的分类206
9．2．3 面向不同应用领域的HRI模式210
9．2．4 HRI的评估212
9．3 智能HRI的关键技术215
9．3．1 智能HRI的特点216
9．3．2 自然语言交互217
9．3．3 手势交互218
9．3．4 脑机交互222
9．3．5 虚拟现实交互224
9．3．6 多模态交互226
参考文献229