《智能機器人》鄒勤 陳馳『EPUB電子書下載』

本書係統性地介紹智能機器人發展歷程和核心技術，並詳細介紹利用ROS進行機器人編程的實例。本書包括六個章節：第1章整體介紹智能機器人的發展歷史、關鍵技術和發展趨勢等；第2章介紹機器人操作係統ROS；第3章介紹智能機器人常用的傳感器；第4章講述機器人的定位和導航方法；第5章和第6章分別講述兩種典型的智能機器人——機械臂和四足機器人的基本原理和控製方法。

鄒 勤
武漢大學計算機學院/機器人係教授，博士生導師，人工智能研究所副所長，IEEE/CCF高級會員。武漢大學與美國南卡羅來納大學聯合培養博士。研究領域為機器視覺與機器人 (實驗室網址：http://mvr.whu.edu.cn )，在機器視覺工業檢測方麵作出了創新成果和應用，獲教育部科技進步獎一等獎(2009)、國家技術發明二等獎(2015)和湖北省自然科學二等獎 (2019)。在IJCV、IEEE TIP、 IEEE TNNLS、 ICLR、 CVPR、 ICRA 等國際期刊和會議上發表論文90篇，單篇最高引用超1000次；擔任SCI SIVP期刊編委、中國圖象圖形學學會（CSIG）三維視覺專業委員會委員、中國計算機學會（CCF）智能機器人專業委員會委員。主持研發武漢大學首款仿人機器人“靈犀1號”。

陳 馳
武漢大學測繪遙感信息工程全國重點實驗室教授，博士生導師，入選國家級高層次青年人才；擔任IEEE 1937.6國際標準組秘書長、國際數字地球學會激光雷達專委會委員。長期從事機器人係統感知、定位、導航與建圖等關鍵技術的研究與裝備的研製，主持國家自然科學基金重點項目（聯合基金）“地下空間無人集群協同自主探索與3D感知定位製圖”；在測繪遙感、機器人等領域發表SCI等論文60餘篇，授權國家發明專利20餘項，參與製定國家標準1項、國際標準2項；獲國際攝影測量與遙感學（ISPRS）優秀論文獎、美國攝影測量與遙感學會（ASPRS）優秀論文獎、測繪科技進步特等獎、湖北省科技進步獎。蟬聯無人係統地下挑戰賽冠軍、ICCV惡劣環境無人係統競賽全球冠軍。

CONTENTS
目　　錄

前言
第1章　智能機器人概述 …………………1
1.1　機器人簡介 ……………………………1
1.2　機器人的發展 …………………………2
1.2.1　世界機器人發展歷史 ……… 3
1.2.2　我國機器人發展計劃 …… 19
1.2.3　全球機器人發展浪潮 …… 20
1.3　智能機器人分類 ……………………22
1.3.1　按應用功能分類 ………… 22
1.3.2　按智能級別分類 ………… 24
1.3.3　按行動方式分類 ………… 25
1.4　智能機器人關鍵技術 ……………33
1.4.1　環境感知與理解 ………… 33
1.4.2　定位與導航 ……………… 34
1.4.3　控製與決策 ……………… 40
1.4.4　人機交互 ………………… 40
1.4.5　意識與情感 ……………… 41
1.4.6　機器人倫理 ……………… 42
第2章　機器人操作係統 ………………44
2.1　ROS的發展歷史 …………………44
2.2　ROS基礎 ……………………………47
2.2.1　ROS的功能定位 ……… 47
2.2.2　ROS的設計目標 ……… 49
2.2.3　ROS的相關概念 ……… 49
2.2.4　ROS計算圖 ……………… 50
2.2.5　ROS的文件係統 ……… 53
2.2.6　ROS社區 ………………… 54
2.3　ROS程序設計 ………………………54
2.3.1　ROS的安裝 ……………… 54
2.3.2　ROS的通信機製 ……… 56
2.3.3　ROS的工作空間 ……… 58
2.3.4　ROS的常用命令 ……… 59
2.3.5　launch文件 ……………… 62
2.4　ROS程序設計實踐　………………63
2.4.1　ROS hello world ………… 64
2.4.2　主題通信案例：文本
消息傳遞 ………………… 66
2.4.3　服務通信案例：整數
相加 ……………………… 68
2.5　ROS前沿：ROS2 …………………73
2.5.1　ROS1的天然缺陷 ……… 73
2.5.2　ROS2相較於ROS1的提升
和改進 …………………… 74
2.5.3　ROS2中的DDS中間層 … 74
2.5.4　ROS2中的QoS策略 …… 75
2.5.5　ROS1與ROS2的應用 … 75
第3章　機器人傳感器 …………………78
3.1　機器人傳感器基礎 …………………79
3.2　視覺傳感器 …………………………81
3.2.1　CCD圖像傳感器 ……… 81
3.2.2　CMOS圖像傳感器 …… 84
3.2.3　彩色相機 ………………… 88
3.2.4　深度相機　………………… 89
3.3　距離傳感器 …………………………115
3.3.1　超聲波傳感器 …………… 115
3.3.2　激光傳感器　 …………… 117
3.3.3　紅外傳感器 ……………… 126
3.3.4　裏程計 …………………… 127
3.4　慣性傳感器 …………………………128
3.4.1　加速度計 ………………… 129
3.4.2　陀螺儀 …………………… 133
3.4.3　磁力計 …………………… 136
3.5　聲敏傳感器（聽覺） ………………137
3.6　氣敏傳感器（嗅覺） ………………138
3.7　化學傳感器（味覺） ………………140
3.8　壓敏、溫敏流體傳感器（觸覺） …142
第4章　定位和導航 ……………………148
4.1　機器人定位與導航 …………………148
4.1.1 定位與導航的基本概念 … 148
4.1.2　機器人定位技術 ………… 153
4.1.3　機器人導航技術 ………… 159
4.2　基於SLAM的定位與導航 ………162
4.2.1　視覺SLAM ……………… 162
4.2.2　激光雷達SLAM ………… 169
4.3　ROS導航算法實戰 ………………177
4.3.1　Gmapping ………………… 177
4.3.2　Cartographer …………… 182
4.4　四輪機器人導航實例 ………… 186
4.4.1　建圖實戰 ………………… 186
4.4.2　創建launch文件 ……… 190
4.4.3　導航實戰 ………………… 191
第5章　機械臂的運動控製 ……………192
5.1　機械臂簡介 …………………………192
5.1.1　機械臂的發展 …………… 192
5.1.2　機械臂的組成結構 ……… 198
5.1.3　機械臂的運動學模型 … 198
5.2　MoveIt！控製機械臂 ……………205
5.2.1　MoveIt！體係結構 …… 206
5.2.2　MoveIt！配置助手 …… 207
5.2.3　MoveIt！運動規劃 …… 214
5.3　UR機械臂抓取實例 ………………218
5.3.1　坐標係統的轉換 ………… 218
5.3.2 配置UR機械臂 ………… 222
5.3.3　機械臂抓取的實現 ……… 226
第6章　四足機器人 ……………………230
6.1　四足機器人簡介 ……………………230
6.1.1　四足機器人發展歷史 … 230
6.1.2　四足機器人發展現狀 … 238
6.2　四足機器人運動控製 ……………240
6.2.1　四足機器人的結構設計 … 240
6.2.2 四足機器人運動學模型 … 245
6.2.3　運動學正逆解問題 ……… 246
6.2.4　姿態控製仿真 …………… 254
6.3　四足機器人運動控製實例 ………264
6.3.1　ROS下的四足機器人 … 264
6.3.2　四足機器人仿真模型的
搭建 ……………………… 265
6.3.3　四足機器人仿真模型的
改進 ……………………… 270
6.3.4　Unitree robots四足機器人
仿真 ……………………… 274
第7章　人形機器人 ……………………277
7.1　人形機器人的內涵與構成 ………277
7.2　人形機器人的發展現狀與政策
支持 …………………………………279
7.2.1　全球人形機器人的發展
現狀 ……………………… 279
7.2.2　國家政策和戰略 ………… 286
7.3　人形機器人肢體 ……………………288
7.3.1　人形機器人肢體設計 …… 288
7.3.2　關節和運動機構 ………… 289
7.3.3　軀幹和四肢結構 ………… 300
7.3.4　材料選擇與製造技術 …… 301
7.4　人形機器人大腦和小腦 …………301
7.4.1　人形機器人大腦 ………… 301
7.4.2　人形機器人小腦 ………… 318
第8章　智能機器人發展趨勢與挑戰 …321
8.1　智能機器人發展趨勢 ……………321
8.1.1　技術創新趨勢 …………… 321
8.1.2　國際合作趨勢 …………… 330
8.2　智能機器人麵臨的挑戰 …………331
參考文獻 ………………………………………334