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| 內容簡介： |
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本书介绍机器人综合设计与实践的相关内容，是一本将串联型机器人技术、并联型机器人技术、移动机器人技术有机集成的教材。本书主要运用机器人的智能感知技术、自主定位与导航技术、运动与控制技术、控制系统与元件等知识内容，设计、构建并实现具备完整避障作业的机器人系统，旨在指导学生将机器人理论知识应用于设计与实践环节，增强学生对新知识、新技术的兴趣，达到培养学生动手实践能力、独立思考能力及团队分工协作能力的目的。通过学习本书，学生能进一步掌握机器人系统的理论知识和工程综合设计能力，为将来的专业发展打下良好的基础。本书具有理论性、设计性与实践性相结合的特点，特别适合作为高年级本科生和研究生的机器人学习教材，也适合作为从事机器人研究、开发和应用的科技人员的参考书。
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| 關於作者： |
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樊泽明，博士后，教授。1990-09至1994-07，空军电讯工程学院，读大学；1994-08 至 1996-08，西安联合机电设备厂，工作；1996-09至1999-02，西安工业大学机械学院，读硕士；1999-03至2002-10，西安理工大学机械与精密仪器工程学院，读博士；2002-11至2005-09，西安理工大学自动化学院，副教授/博士后；2005-10至2018-06，西北工业大学，副教授；2018-07至2021-06，西北工业大学自动化学院，教授。个人/集体荣誉：（1）校级最满意教师、校级\三育人先进个人”、校级先进工作者多次；（2）省级一流课程负责人：2门。教学成果获奖情况：（1）陕西省教学成果奖，一等奖，排名第一；（2）国家级教学竞赛，一等奖，排名第一（该奖项全国一等奖12项、二等奖40项、三等奖197项）；（3）全国高校教师实验设备创新大赛，银奖，排名第一（该奖项全国金奖1项、银奖3项、铜奖6项）；（4）陕西首届高校课堂教学创新大赛，优秀奖；（5）校级教学成果，一等奖，排名第一；（6）校级教学成果，二等奖，3项，排名第一；（7）陕西省第三届研究生电子设计竞赛，优秀指导教师奖；（8）指导学生获国家级、省部级奖20余项。出版著作情况：《机器人学基础》（机械工业出版社、2021年）、《机器人控制技术及智能控制方法》（西北工业大学出版社、2020年）。
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| 目錄：
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第1章 绪论11.1 机器人的起源与发展11.1.1 机器人的起源11.1.2 机器人的发展21.2 机器人的分类31.2.1 按机器人的连接方式分类31.2.2 按机器人的移动性分类51.2.3 按机器人的控制方式分类81.2.4 按机器人的几何结构分类91.2.5 按机器人的智能程度分类91.2.6 按机器人的用途分类91.3 本书综述101.3.1 机器人运动学设计与实践101.3.2 机器人感知和物体识别设计与实践121.3.3 机器人定位和地图构建设计与实践121.3.4 机器人规划和避障设计与实践121.3.5 机器人控制设计与实践121.4 本章小结12习题113第2章 机器人综合设计与实践平台142.1 引言142.2 硬件系统162.2.1 双目视觉系统172.2.2 双臂作业系统182.2.3 腰部3-RPS并联机构192.2.4 移动小车平台192.3 软件系统202.3.1 机器人模型202.3.2 机器人通信222.4 本章小结23习题223第3章 机器人正运动学综合设计与实践243.1 机器人正运动学理论基础243.1.1 机器人Standard-DH坐标系243.1.2 机器人Modified-DH坐标系263.1.3 相邻两连杆坐标系的位姿表达273.1.4 相邻两连杆坐标系的位姿确定273.1.5 机器人正运动学293.2 机器人正运动学综合设计303.2.1 感知系统正运动学313.2.2 主作业系统正运动学343.2.3 辅助作业系统正运动学363.2.4 3-RPS并联机构正运动学373.3 机器人正运动学综合实践403.3.1 仿真模型建立403.3.2 正运动学仿真423.3.3 正运动学实践433.4 本章小结46习题347第4章 机器人逆运动学综合设计与实践484.1 机器人逆运动学理论基础484.1.1 逆运动学定义484.1.2 机器人逆运动学的解484.2 机器人逆运动学综合设计494.2.1 主作业系统逆运动学504.2.2 辅助作业系统逆运动学614.2.3 3-RPS并联机构逆运动学624.3 机器人逆运动学综合实践644.4 本章小结67习题467第5章 机器人视觉感知与SLAM695.1 概述695.2 机器人视觉感知系统理论基础705.2.1 相机成像模型705.2.2 坐标系之间的转换关系715.3 机器人视觉感知系统综合设计735.3.1 摄像头选择735.3.2 摄像头标定745.3.3 视觉里程计设计755.3.4 特征点检测算法选择755.3.5 相机的运动估计795.3.6 闭环检测及关键帧选取策略815.3.7 位姿图优化845.4 机器人视觉感知系统综合实践865.4.1 特征点匹配对比分析实践865.4.2 误匹配特征点剔除的实验及分析改进实践955.4.3 建图的要求及分类985.5 本章小结100习题5100第6章 机器人目标识别综合设计与实践1016.1 概述1016.2 机器人目标识别理论基础1016.2.1 传统的物体识别1016.2.2 基于深度学习的目标检测算法1036.3 机器人目标识别综合设计1106.3.1 边界框的预测1116.3.2 损失函数1126.3.3 特征提取网络1136.3.4 多种网络对比效果1146.4 机器人目标识别综合实践1156.4.1 加深网络层级1156.4.2 基于图像金字塔的网络重构1176.4.3 K-means先验框聚类1196.5 本章小结119习题6120第7章 机器人路径规划综合设计与实践1217.1 概述1217.2 机器人路径规划理论基础1217.3 机器人路径规划综合设计1227.3.1 二维空间全局路径规划1227.3.2 三维空间内路径规划1267.4 机器人路径规划综合实践1317.4.1 二维空间内路径规划实践1317.4.2 三维空间内路径仿真实验1347.4.3 路径平滑处理1367.5 本章小结137习题7137第8章 机器人轨迹规划综合设计与实践1388.1 概述1388.2 机器人轨迹规划理论基础1388.3 机器人轨迹规划综合设计1398.3.1 关节空间下的轨迹规划1398.3.2 工作空间下的轨迹规划1418.3.3 机器人双臂协调运动规划1468.4 机器人轨迹规划综合实践1498.4.1 关节空间轨迹规划1498.4.2 工作空间轨迹规划1518.4.3 双臂协调抓取任务1528.5 本章小结155习题8155第9章 机器人控制综合设计与实践1569.1 概述1569.2 机器人控制理论基础1569.2.1 机器人控制器1569.2.2 机器人控制变量1579.2.3 机器人控制层次1579.2.4 机器人控制技术1599.3 机器人控制综合设计1609.3.1 机器人驱动器空间控制综合设计1629.3.2 机器人关节空间控制综合设计1699.3.3 机器人工作空间控制综合设计1739.4 机器人控制综合实践1759.4.1 机器人驱动器空间控制综合实践1759.4.2 机器人关节空间控制综合实践1779.4.3 机器人工作空间控制综合实践1829.5 本章小结188习题9188第10章 机器人综合实践18910.1 概述18910.1.1 软、硬件系统介绍18910.1.2 软件系统19010.2 SLAM系统性能分析19010.2.1 Tum数据集性能测试分析19010.2.2 建图实验19310.3 目标物识别及三维环境重建实践19710.3.1 实验数据集及相关参数说明19710.3.2 目标物、环境障碍物识别效果19810.3.3 神经网络性能测试19910.3.4 环境障碍物三维重建实验20210.4 目标物抓取实验20510.4.1 抓取实验示例20510.4.2 误差校正20810.4.3 双臂抓取实验21110.5 本章小结212习题10212参考文献213附录A 网络配置参数216附录B P-R曲线绘制代码233附录C 网络训练过程代码238
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