仿人機(jī)器人建模與控制

定　價(jià)：￥79.00

作　者：	融亦鳴，樸松昊，冷曉琨編
出版社：	清華大學(xué)出版社
叢編項(xiàng)：	機(jī)器人科學(xué)與技術(shù)叢書
標(biāo)　簽：	暫缺

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ISBN：	9787302570479	出版時(shí)間：	2021-02-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁(yè)數(shù)：	376	字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　Roban 機(jī)器人是一款基于 ROS（機(jī)器人操作系統(tǒng)）的人工智能人形機(jī)器人。本書圍繞Roban機(jī)器人，闡述人工智能相關(guān)理論、方法及應(yīng)用。內(nèi)容涵蓋Roban機(jī)器人的基本原理、操作與開發(fā)方法、相關(guān)的雙足機(jī)器人數(shù)學(xué)模型及控制理論、人工智能相關(guān)的語(yǔ)音及視覺應(yīng)用。全書共 8 章，主要內(nèi)容包括 Roban 機(jī)器人概述、Python 編程基礎(chǔ)、ROS 編程基礎(chǔ)、SLAM 定位和導(dǎo)航基礎(chǔ)、V-REP 仿真基礎(chǔ)、運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ)，步態(tài)算法基礎(chǔ)，以及人工智能基礎(chǔ)。本書深入淺出，內(nèi)容新穎，案例豐富，實(shí)用性強(qiáng)，寓教于樂。本書既可作為機(jī)器人初學(xué)者掌握機(jī)器人知識(shí)的入門書，也可作為機(jī)器人研究者鉆研機(jī)器人技術(shù)的參考書，適合各種不同知識(shí)水平的讀者閱讀。

作者簡(jiǎn)介

　　融亦鳴，講席教授、博士生導(dǎo)師，南方科技大學(xué)機(jī)械與能源工程系主任、致新書院創(chuàng)院院長(zhǎng)。1989年獲美國(guó)肯塔基大學(xué)機(jī)械工程博士學(xué)位。曾任美國(guó)伍斯特理工大學(xué)（WPI）終身正教授。2010—2015年任清華大學(xué)機(jī)械制造專業(yè)教授。美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)會(huì)士（ASME Fellow），美國(guó)制造工程師學(xué)會(huì)（SME）會(huì)員，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域國(guó)際知名學(xué)者，機(jī)械夾具設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威專家。在美國(guó)，先后主持科研項(xiàng)目50余項(xiàng)；回國(guó)后，主持或參與國(guó)家自然科學(xué)基金、973、863、國(guó)家重大專項(xiàng)以及工業(yè)合作課題十余項(xiàng)。出版專著2部，發(fā)表論文400多篇，授權(quán)應(yīng)用發(fā)明專利多項(xiàng)。樸松昊，教授、博士生導(dǎo)師，哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算學(xué)部主任助理、計(jì)算機(jī)學(xué)院多智能體機(jī)器人研究中心主任。中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)機(jī)器人文化藝術(shù)專業(yè)委員會(huì)主任委員、中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)常務(wù)理事，黑龍江省機(jī)器人學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，黑龍江省計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)智能機(jī)器人專業(yè)委員會(huì)主任委員。主持或參加國(guó)家自然科學(xué)基金、863計(jì)劃重點(diǎn)及面上項(xiàng)目、機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金、黑龍江省自然科學(xué)基金、教育部“985”項(xiàng)目、“三星”國(guó)際合作項(xiàng)目多項(xiàng)。出版專著2部，發(fā)表論文100多篇，其中SCI、EI、ISTP檢索100余篇。冷曉琨，哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士，樂聚（深圳）機(jī)器人技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)、創(chuàng)始人。作為青年代表受邀參加在人民大會(huì)堂舉行的紀(jì)念五四運(yùn)動(dòng)100周年大會(huì)。曾獲中國(guó)青少年科技創(chuàng)新獎(jiǎng)、中國(guó)青年創(chuàng)業(yè)獎(jiǎng)、全國(guó)優(yōu)秀共青團(tuán)員、“創(chuàng)青春”全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽金獎(jiǎng)、工信部創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)特等獎(jiǎng)等20余項(xiàng)榮譽(yù)，曾登上福布斯雜志封面并入選福布斯亞洲榜單，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的Aelos機(jī)器人登上平昌冬奧會(huì)“北京八分鐘”的舞臺(tái)。

圖書目錄

序言 III
前言 V
第1章Roban 機(jī)器人概述1
11 Roban 機(jī)器人簡(jiǎn)介1
111 Roban 機(jī)器人系統(tǒng) 1
112 Roban 機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模型 4
113 Roban 機(jī)器人控制框架 6
12 操作Roban 機(jī)器人 6
121 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)置 6
122 遠(yuǎn)程登錄Roban 機(jī)器人8
123 使用VS Code 開發(fā)11
第2章Python 編程基礎(chǔ) 15
21 Python 語(yǔ)法 15
211 Python 運(yùn)行方式15
212 Python 程序書寫格式18
213 變量、數(shù)據(jù)類型、表達(dá)式19
214 條件語(yǔ)句 22
215 while 循環(huán)語(yǔ)句 24
216 continue 與break 語(yǔ)句 26
217 列表 27
218 元組與字典 30
22 Python 函數(shù) 31
221 函數(shù)定義 32
222 函數(shù)參數(shù) 33
VIII 223 Python 模塊 35
23 Python 對(duì)象與類 36
231 類的定義與使用 37
232 類的繼承 38
24 文件和異常 39
241 文本文件讀寫 40
242 二進(jìn)制文件讀寫 42
243 異常 43
第3章ROS 使用概述45
31 ROS 簡(jiǎn)介 45
32 程序包與節(jié)點(diǎn)46
321 程序包與節(jié)點(diǎn)介紹 46
322 節(jié)點(diǎn)的編譯與運(yùn)行 47
33 話題與服務(wù) 49
331 ROS 話題 49
332 ROS 消息與消息類型 50
333 ROS 服務(wù) 53
34 launch 文件與參數(shù) 56
341 launch 文件介紹56
342 機(jī)器人實(shí)踐59
35 常用調(diào)試工具rqt61
351 rqt_plot 61
352 rqt_img_View 61
353 rqt_graph 62
36 ROS 配置實(shí)踐 63
361 ROS 編譯環(huán)境搭建與測(cè)試 63
362 ROS 話題 70
363 ROS 服務(wù) 78
37 主從機(jī)配置 86
371 獲取IP 地址和Hostname 86
IX 372 修改對(duì)應(yīng)的hosts 87
373 配置主從關(guān)系87
38 ROS CvBridge 實(shí)踐88
381 將ROS 圖像消息轉(zhuǎn)換為OpenCV 的圖像 88
382 將OpenCV 圖像轉(zhuǎn)換為ROS 圖像消息 88
383 在計(jì)算機(jī)上顯示Roban 機(jī)器人攝像頭數(shù)據(jù)89
第4章同步定位與地圖構(gòu)建 90
41 SLAM 簡(jiǎn)介 90
42 圖像的接收和發(fā)布 91
421 初始化和配置91
422 主要功能實(shí)現(xiàn)93
43 定位和圖像追蹤——ORB-SLAM2 97
431 數(shù)據(jù)接收和程序初始化 97
432 點(diǎn)云地圖創(chuàng)建/重用 99
44 八叉樹圖層的截取以及平面地圖的生成102
441 八叉樹圖層的截取 102
442 平面地圖的生成 103
45 路徑規(guī)劃 104
46 行走實(shí)現(xiàn) 107
461 路徑分析107
462 行走控制110
第5章V-REP 使用概述 113
51 V-REP 使用簡(jiǎn)介 114
511 前言114
512 安裝帶有ROS 的V-REP 116
513 V-REP 的簡(jiǎn)單使用 122
514 理解RosInterface 128
52 V-REP 中的Roban 機(jī)器人 138
521 導(dǎo)入Roban 機(jī)器人 138
522 BodyHub 簡(jiǎn)介與啟動(dòng) 140
523 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制 148
524 仿真中的步態(tài)運(yùn)行 159
53 V-REP 傳感器使用 166
531 視覺傳感器 166
532 接近傳感器 177
54 V-REP 使用實(shí)踐 181
541 過(guò)坑路段182
542 雷區(qū)路段186
543 踢球進(jìn)洞路段 192
第6章Roban 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ) 199
61 關(guān)節(jié)199
611 頭部關(guān)節(jié)200
612 手臂關(guān)節(jié)201
613 髖關(guān)節(jié)202
614 腿部關(guān)節(jié)202
615 伺服電機(jī)204
62 完整動(dòng)作執(zhí)行205
63 運(yùn)動(dòng)控制 207
631 舵機(jī)參數(shù)設(shè)置 208
632 關(guān)節(jié)位置控制 208
633 步態(tài)控制211
64 運(yùn)動(dòng)學(xué)正解 215
641 運(yùn)行IK 節(jié)點(diǎn) 215
642 計(jì)算四肢末端位置 215
65 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解 218
651 機(jī)器人扭腰 218
652 扭腰中IK 逆解的處理 223
653 機(jī)器人晃腰 227
66 自動(dòng)避障實(shí)踐230
661 3D 相機(jī)的原理 230
662 設(shè)計(jì)思路以及步驟 231
663 示例代碼232
XI 第7章雙足步行基礎(chǔ) 235
71 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)235
711 坐標(biāo)變換236
712 人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型 239
713 正運(yùn)動(dòng)學(xué)239
714 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)242
72 ZMP 的含義 246
721 ZMP 與地面反力 246
722 ZMP 分析 248
723 ZMP 的測(cè)量 252
724 ZMP 與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)256
73 基于線性倒立擺的雙足步態(tài)生成 258
731 質(zhì)心軌跡生成 258
732 足端軌跡生成 261
733 臺(tái)階及斜坡地形的步態(tài)規(guī)劃 263
74 機(jī)器人靜步態(tài)實(shí)踐 267
741 五次樣條插值 267
742 實(shí)現(xiàn)機(jī)器人雙足支撐情況下的重心位置移動(dòng)268
743 實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)腳軌跡規(guī)劃以及擺動(dòng)腳的運(yùn)行 270
75 機(jī)器人上樓梯實(shí)踐 276
751 階段276
752 第二階段278
753 第三階段279
754 第四階段281
第8章人機(jī)交互283
81 音頻處理 283
811 語(yǔ)音識(shí)別285
812 語(yǔ)音合成289
813 聊天機(jī)器人綜合應(yīng)用 293
82 視頻處理 297
821 視頻設(shè)備簡(jiǎn)介 297
XII 822 圖像處理工具 300
823 顏色檢測(cè)309
83 綜合應(yīng)用 323
831 基本原理323
832 主要接口324
833 運(yùn)行方式324
84 顏色識(shí)別實(shí)踐324
841 HSV 顏色模型介紹 324
842 識(shí)別小球325
843 追蹤小球327
844 追蹤多種顏色小球 328
85 人臉識(shí)別實(shí)踐330
86 數(shù)字識(shí)別實(shí)踐348
861 深度學(xué)習(xí)之Keras 348
862 使用模型進(jìn)行數(shù)字識(shí)別 355
參考文獻(xiàn) 358