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『簡體書』移动机器人SLAM技术

書城自編碼: 3870262
分類: 簡體書→大陸圖書→教材研究生/本科/专科教材
作者: 莫宏伟
國際書號(ISBN): 9787121455971
出版社: 电子工业出版社
出版日期: 2023-05-01

頁數/字數: /
釘裝: 平塑

售價:NT$ 356

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內容簡介:
本书主要介绍移动机器人的结构、SLAM、ROS等移动机器人相关内容。全书共分为9章3个部分:第1部分为移动机器人基础(第1~5章),详细介绍了移动机器人的基本概念、结构、数学模型、定位、路径规划等,侧重于原理性介绍,为后续内容奠定基础;第2部分为SLAM(第6、7章),主要介绍了激光SLAM原理与视觉SLAM相关原理,并且结合案例对原理进行了说明,侧重于理论与案例的结合;第3部分为ROS移动机器人实战(第8、9章),主要介绍了基于ROS仿真环境的移动机器人SLAM开发,侧重于动手实践。通过全书3个部分,从原理到案例再到实践,读者可以充分了解移动机器人SLAM技术。本书可以作为机器人工程、人工智能、自动化、控制科学与工程、计算机科学、电子信息、传感器技术、信息处理等相关学科的大学本科和研究生的专业基础教材,也可以作为有志从事移动机器人相关研究的从业者的参考资料。
關於作者:
莫宏伟,工学博士,教授,博士生导师。1996年7月-2001年8月,哈尔滨工程大学自动化学院,助教,团委书记,辅导员;2001年9月-2003年8月,哈尔滨工程大学自动化学院,讲师;2003年9月-2004年9月,美国加州大学戴维斯分校访问学者;2004年10月-2007年8月,哈尔滨工程大学自动化学院,副教授;2005年9月-2007年12月,哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院,博士后;2007年9月-至今,哈尔滨工程大学自动化学院,教授。参加的学术组织及任职情况:黑龙江省多学科协同人工智能重点实验室主任。中国人工智能学会自然计算与数字城市专业委员会(发起人)副主任,中国人工智能学会智能空天系统专委会常务委员,中国人工智能学会智能医疗专业委员会委员,全国高校人工智能与大数据创新联盟副理事长,黑龙江省高等教育学会人工智能教育专业委员会创始人、理事长,黑龙江省人工智能学会秘书长(2007-2019),黑龙江省生物医学工程学会理事。黑龙江省医师协会智慧医疗分会理事。国际期刊Research of Information Technology、International Journal of Swarm Intelligence Research、International Journal of Robotics and Automation Technology、《电子学报》、《导航与授时》编委。IEEE Tran on Industrial Informatics 2018 专刊《医疗卫生中的大数据处理》副主编。Journal of Big Data Research主编。获得的个人荣誉和集体荣誉:黑龙江省杰出青年科学基金获得者。全国高校人工智能与大数据创新联盟人工智能教育”个人创新奖”。哈尔滨工程大学”人工智能导论”精品在线课程负责人。智慧树”2021年双一流高校学科建设精品课程”人工智能导论负责人。省级一流课程负责人。出版的主要著作:《人工免疫系统》,科学出版社,2009;《Handbook of Research on Artificial Immune Systems and Natural Computing: Applying Complex Adaptive Technologies》,IGI Global,USA,2009;《免疫调度原理与应用》,科学出版社,2013;《自然计算》,科学出版社,2016;《磁性细菌优化算法》,科学出版社,2017;《人工智能导论》,人民邮电出版社,2020;《深度学习》,人民邮电出版社,2020。所承担的重点科研项目:1.2013年1月-2015年12月,基于蜂群智能的无人机集群协同飞行控制策略研究,黑龙江省杰出青年科学基金,负责人;2.2014年1月-2016年9月,脑机接口控制机器人,总装预研,负责人;3.2014年1月-2016年6月,桥梁检测无人机,横向,负责人;4.2018.9-2018.12 智能手术导航系统,横向,负责人;5.2019.1-2021.12 智能光谱识别系统,横向,负责人;6.2019.9-2019.12 人工智能疾病分析系统,横向,负责人;7.2020.1-2022.12 海陆空智能无人系统-火星车目标跟踪系统,科技部国家重点研发计划,课题分项目负责人;8.2021.1-2022.12 认知智能移动机器人平台研究,横向,负责人;9 基于自然语言处理的领域本体系统构建,装发预研,负责人。教学成果获奖情况:智慧树2021年高校思政精品课程卓越奖(个人),智慧树”2021年双一流高校学科建设精品课程”,省级线上一流课程。
目錄
第1章 绪论11.1 移动机器人的基本概念21.1.1 机器人的定义21.1.2 移动机器人概述21.2 移动机器人的发展31.3 移动机器人的分类71.3.1 按照应用场景分类71.3.2 按照移动机构分类91.4 移动机器人的关键技术121.4.1 环境建模121.4.2 自主定位131.4.3 导航规划141.5 本章小结15习题116第2章 移动机器人的结构172.1 引言182.2 控制器182.2.1 单片机192.2.2 嵌入式控制器192.2.3 工控机192.3 驱动器202.3.1 常用的驱动器202.3.2 直流电机212.3.3 伺服电机232.3.4 步进电机242.4 传感器242.4.1 传感器及其分类252.4.2 内部传感器262.4.3 外部传感器282.5 本章小结33习题233第3章 移动机器人的数学模型353.1 移动机器人的运动学模型353.1.1 移动机器人坐标系363.1.2 双轮差速移动机器人的运动学模型383.1.3 全方位移动机器人的运动学模型393.2 移动机器人的动力学模型423.2.1 双轮差速移动机器人的动力学模型423.2.2 全方位移动机器人的动力学模型433.3 本章小结47习题347第4章 移动机器人定位484.1 环境地图构建方法494.1.1 几何特征地图504.1.2 拓扑地图504.1.3 点云地图514.1.4 八叉树地图534.1.5 栅格地图554.2 定位问题的分类564.2.1 局部定位与全局定位564.2.2 静态环境定位与动态环境定位574.2.3 被动定位与主动定位574.2.4 单机器人定位与多机器人定位584.3 定位的常用方法584.3.1 GPS定位584.3.2 基于地图的定位604.3.3 基于概率方法的定位614.4 本章小结67习题467第5章 移动机器人路径规划685.1 引言695.2 路径规划的传统算法705.2.1 全局路径规划705.2.2 局部路径规划805.3 基于采样的路径规划865.3.1 概率路图法865.3.2 快速扩展随机树法885.4 现代智能路径规划905.4.1 模糊逻辑算法905.4.2 神经网络算法925.4.3 遗传算法925.4.4 蚁群算法945.4.5 粒子群优化算法955.4.6 禁忌搜索算法965.5 案例分析:烟花算法965.5.1 基本烟花算法975.5.2 基本烟花算法在路径规划中的实现1015.6 本章小结105习题5105第6章 激光SLAM1066.1 SLAM的概念及分类1076.2 SLAM的数学表述1106.2.1 基本概念1106.2.2 SLAM问题的数学表述1116.3 滤波激光SLAM1136.3.1 激光SLAM系统模型1146.3.2 贝叶斯滤波1156.3.3 扩展卡尔曼滤波SLAM算法1166.3.4 粒子滤波1186.4 Gmapping算法1206.4.1 FastSLAM算法1206.4.2 Gmapping算法概述1216.4.3 Gmapping算法流程1236.5 图优化SLAM算法1316.5.1 图优化SLAM算法概述1316.5.2 图优化SLAM算法原理1326.6 Cartographer算法1346.6.1 激光扫描匹配1356.6.2 闭环检测1366.6.3 位姿图优化1386.7 激光SLAM的案例分析1406.7.1 传感器模型1416.7.2 基于粒子滤波的移动机器人定位1436.7.3 环境地图构建1476.8 本章小结151习题6152第7章 视觉SLAM1537.1 视觉SLAM概述1547.1.1 视觉SLAM的概念与框架1547.1.2 视觉SLAM的主要算法1557.2 视觉前端——视觉里程计1577.2.1 视觉里程计的数学模型1577.2.2 特征点法1607.2.3 直接法1707.3 后端优化1747.3.1 基本概念1747.3.2 状态估计问题1747.3.3 非线性小二乘1757.3.4 位姿图优化1797.4 回环检测1817.4.1 基本概念1817.4.2 词袋模型1817.4.3 评价指标——准确率和召回率1847.5 案例分析:ORB-SLAM2算法1847.5.1 ORB-SLAM概述1847.5.2 ORB-SLAM2基本原理1867.6 案例分析:动态视觉SLAM1887.6.1 动态点的识别1887.6.2 动态视觉SLAM的整体框架1947.6.3 后端优化1977.6.4 动态环境下的三维地图构建2017.7 本章小结205习题7205第8章 机器人操作系统2078.1 ROS简介2088.1.1 ROS的发展2088.1.2 ROS的安装2088.1.3 配置ROS2108.1.4 测试ROS2108.2 catkin文件系统2118.2.1 catkin编译系统2118.2.2 catkin工作空间2128.2.3 package功能包2138.2.4 常见文件类型2158.3 ROS通信机制2178.3.1 topic2178.3.2 service2188.3.3 action2198.4 ROS工具2208.4.1 仿真工具Gazebo2208.4.2 三维可视化工具RViz2208.4.3 ROS GUI开发工具rqt2208.5 本章小结221习题8221第9章 移动机器人仿真开发2239.1 搭建移动机器人模型2249.2 搭建仿真物理环境模型2359.3 定位与导航2389.3.1 键盘控制2389.3.2 定位与建图2399.3.3 导航2429.3.4 自主探索2449.4 本章小结247习题9247

 

 

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