機(jī)器人編程技術(shù)

內(nèi)容概要

基于行為的編程技術(shù)是設(shè)計實(shí)現(xiàn)自主移動機(jī)器人的一個重要工具。本書系統(tǒng)地介紹了基于行為的系統(tǒng)設(shè)計思想和相關(guān)編程技巧。全書共9章，主要包括：自主移動機(jī)器人的相關(guān)概念介紹；控制系統(tǒng)概述；行為的主要特征及設(shè)計實(shí)現(xiàn)方法；仲裁機(jī)制選擇及設(shè)計實(shí)現(xiàn)；常用傳感器的工作原理以及基于這些傳感器的各種行為編程設(shè)計；任務(wù)分解及整體系統(tǒng)設(shè)計等。本書附錄對差速驅(qū)動的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)進(jìn)行了介紹；并為讀者提供了進(jìn)行行為驗(yàn)證的BSim仿真系統(tǒng)。    本書取材新穎，內(nèi)容深入淺出，并附有大量示例，便于自學(xué)和應(yīng)用，可作為機(jī)器人，信息，控制以及計算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)的本科生或研究生的參考教材，也可供有關(guān)教師。科研工作者及機(jī)器人業(yè)余愛好者們參考。

作者簡介

Joseph L.Jones是位經(jīng)驗(yàn)豐富的機(jī)器人專家，目前工作于iRobot公司。他是《Mobile Robots: Inspiratin to Implementation》一書的合著者，并在機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)表了很多篇技術(shù)文章。同時，他還是Roomba家誕式自支地板吸塵除菌機(jī)器人的創(chuàng)始人之一，該機(jī)器人是第一臺得以廣泛應(yīng)用

書籍目錄

作者簡介譯者的話序致謝引言第1章 自主移動機(jī)器人  1．1 示例：收集任務(wù)(C01lection)  1．2 機(jī)器人的定義  1．3 感知  1．4 執(zhí)行  1．5 智能    1. 移動機(jī)器人和固定機(jī)器人    2. 回應(yīng)挑戰(zhàn)    3. 機(jī)器人對世界的觀察  1．6 本章小結(jié)  習(xí)題第2章 控制系統(tǒng)  2. 1 開環(huán)控制和閉環(huán)控制  2. 2 位置控制示例  2．3 控制系統(tǒng)災(zāi)難  2．4 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性  2．5 飽和、回差和死區(qū)  2．6 帶有參數(shù)和狀態(tài)的開環(huán)控制器  2．7 Ban-Bang控制器  2．8 磁滯  2．9 本章小結(jié)  習(xí)題第3章 行為  3．1 觸發(fā)和控制系統(tǒng)  3．2 伺服行為和彈道式行為  3．3 伺服行為實(shí)現(xiàn)  3．4 有限狀態(tài)分析  3．5  FSM示例：逃離行為  3．6  FSM實(shí)現(xiàn)  3．7 重載行為  3．8 本章小結(jié)  習(xí)題第4章 仲裁  4．1 固定優(yōu)先級仲裁  4．2 何時仲裁  4．3 優(yōu)雅降級  4．4 其他方案  4．5 傳感器認(rèn)證  4．6 其他仲裁策略    1．可變優(yōu)先級    2．包容式結(jié)構(gòu)    3．運(yùn)動圖式    4．最小約束仲裁  4．7 本章小結(jié)  習(xí)題第5章 行為編程設(shè)計  5．1 基于差分傳感器的歸航行為  5．2 基于絕對定位的歸航行為  5．3 基于差分傳感器的避障行為  5．4 消除峽谷效應(yīng)  5．5 基于接觸傳感器的沿墻行走行為  5．6 基于測距傳感器的沿墻行走行為  5．7 基于接近覺傳感器的沿墻行走行為  5．8 限界行為和陡沿行為  5．9 抖動問題  5．10 逃離行為  5．11 區(qū)域覆蓋    1．確定性覆蓋    2．隨機(jī)覆蓋  5．12 廣義差分響應(yīng)  5．13 矢量避障行為和歸航行為  5．14 調(diào)試  5．15 本章小結(jié)  習(xí)題第6章 任務(wù)分解  6．1 sodaB0t：蘇打罐清理機(jī)器人  6．2 問題陳述  6．3 簡單實(shí)現(xiàn)任務(wù)    1．巡視可能地點(diǎn)    2．識別蘇打罐    3．廢棄蘇打罐判定    4. 撿取蘇打罐    5．導(dǎo)航    6．回收箱識別、蘇打罐放置以及充電    7．避免危險  6．4 機(jī)械平臺  6．5 需要提出的問題  6．6 需要安裝的傳感器  6．7 行為構(gòu)建  6．8 SodaB0t行為  6．9 機(jī)器人扼要重述  6．10 基本原則    1．無傷害性    2．目標(biāo)傾向    3．寧選隨機(jī)的魯棒性，不取脆弱的確定性  6．11 本章小結(jié)  習(xí)題第7章 物理接口  7．1 碰撞檢測傳感器    1．防撞器    2．堵轉(zhuǎn)檢測傳感器    3．靜止檢測傳感器  7．2 避障傳感器    1．紅外接近覺傳感器    2．紅外測距傳感器    3．聲納測距傳感器    4．使用測距傳感器需要考慮的問題  7．3 歸航傳感器    1．光電管、光電晶體管和光敏一極管    2．編碼信標(biāo)    3．熱釋傳感器    4．色塊檢測傳感器    5．磁性傳感器  7．4 航位推測法及其導(dǎo)航傳感器    1．軸編碼器    2．慣性傳感器    3．電子羅盤    4．GPS  7．5 本章小結(jié)  習(xí)題第8章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)  8．1 RoCK規(guī)范：新型機(jī)器的目標(biāo)  8．2 編程規(guī)范  8．3 RoCK行為    1．跳舞行為(Dalice)    2．紅外跟蹤行為(IR—follow)和光線跟蹤行為(、1L—follow)    3．波士頓行為(Boston)    4．巡航行為(Crui$e)    5．逃離行為(Escape)    6．操縱桿行為(Joystick)    7．連線檢測行為(Wire)  8．4 蜂嗚器控制  8．5 程序源碼    1．調(diào)度器    2．行為格式    3. 仲裁器  8．6 本章小結(jié)  習(xí)題第9章 未來的機(jī)器人  9．1 對朦朧前景的部分回答——與時俱進(jìn)  9．2 研究思路  9．3 未來的驅(qū)動系統(tǒng)    1．電源    2．電動機(jī)    3．操作    4．運(yùn)動方式  9．4 未來的智能    1．機(jī)器人控制    2．機(jī)器人學(xué)習(xí)  9．5 未來的感知系統(tǒng)    1．視覺感知    2．聲學(xué)感知    3．其他傳感器  習(xí)題附錄A 差速驅(qū)動的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)  1．位姿  2．航位推測法  3．差速驅(qū)動  4．倫敦霧問題(London F0g)  5．航位推測法的局限性  6．小結(jié)  習(xí)題附錄B BSim仿真系統(tǒng)  1．BSim系統(tǒng)要素    (1)仿真器與時間    (2)仿真環(huán)境    (3)理想模式(Fantasy)與噪聲模式(Noise)    (4)系統(tǒng)延遲    (5)一種簡單機(jī)器人  2．行為與仲裁    (1)巡航行為(Cruise)    (2)逃離行為(Escape)    (3)避障行為(Avoid)    (4)沿墻行走行為(Wall Follow)    (5)歸航行為(Home)    (6)反向飛蛾行為(Anti-Moth)    (7)暗中拒推行為(Dark-Push)    (8)倫敦行為(London)    (9)光強(qiáng)定位行為(Gi~no)    (10)遙控行為(Remote)  3．任務(wù)    (1)收集任務(wù)(Colleetion)    (2)光強(qiáng)定位任務(wù)(Gimao)    (3)倫敦仟務(wù)(London)  4．仿真    (1)收集仿真(colleetion)    (2)倫敦仿真(London)    (3)光強(qiáng)定位仿真(Gizzno)  5．用戶界面      (1)仿真環(huán)境編輯器(World Editor)      (2)機(jī)器人編程器(Robot Programmer)附錄C 常用函數(shù)  1．削波函數(shù)  2．滲漏積分器  3．滑動平均計算  4．角度計算附錄D 偽碼附錄E 參考文獻(xiàn)

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