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内容大纲
本书围绕服务机器人技术展开，内容分为9章，分别为绪论、服务机器人感知系统、服务机器人运动学、服务机器人开发平台、服务机器人移动系统、服务机器人机械臂控制、服务机器人视觉系统、服务机器人语音系统、服务机器人的应用与发展。书中每个章节不仅有对基本原理的介绍，还有对相关实例的讲解。
本书编写层次分明，由浅入深，使用简洁明快的语言，力求将复杂的概念和原理以通俗易懂的方式呈现，使读者能够轻松理解和消化书中的知识。本书内容全面，重点突出，理论与实践相结合，涵盖当前服务机器人领域的热点和难点问题，通过实际应用和案例分析，帮助读者更好地理解和应用所学知识。
本书适合作为高等学校机器人相关课程的教材，可供机器人领域从业人员阅读。 -
作者介绍
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目录
第1章 绪论
1.1 机器人的起源与发展
1.1.1 机器人的起源
1.1.2 机器人的发展
1.1.3 机器人智能化和网络化的发展趋势
1.2 机器人的定义与分类
1.2.1 机器人的定义
1.2.2 机器人的分类
1.3 服务机器人的应用
1.3.1 服务机器人的特点与分类
1.3.2 个人/家庭服务机器人
1.3.3 专业服务机器人
1.4 服务机器人的系统构成
第2章 服务机器人感知系统
2.1 服务机器人感知系统简介
2.1.1 传感器的结构
2.1.2 传感器的分类
2.2 运动与姿态感知
2.2.1 IMU传感器
2.2.2 光电编码器
2.2.3 倾角传感器
2.2.4 轮式里程计
2.3 场景环境感知
2.3.1 激光雷达传感器
2.3.2 超声波测距传感器
2.3.3 红外测距传感器
2.3.4 毫米波雷达传感器
2.3.5 SLAM定位传感器
2.4 触觉与力觉感知
2.4.1 触觉传感器
2.4.2 阵列触觉传感器
2.4.3 六轴力/力矩传感器
2.5 空间位置感知
2.5.1 GNSS定位
2.5.2 RTK定位
2.5.3 UWB定位
2.6 智能传感器
2.6.1 视觉智能传感器
2.6.2 语音智能传感器
第3章 服务机器人运动学
3.1 服务机器人位姿的描述
3.1.1 平移向量和旋转矩阵
3.1.2 轴角表示的旋转矩阵
3.2 坐标系变换
3.2.1 平移变换
3.2.2 旋转变换
3.2.3 平移和旋转变换
3.2.4 齐次坐标
3.3 服务机器人移动单元运动学
3.3.1 两轮差速移动机器人
3.3.2 阿克曼移动机器人
3.3.3 麦克纳姆轮移动机器人
3.3.4 四轮驱动移动机器人
3.4 服务机器人操作单元运动学
3.4.1 关节
3.4.2 D-H参数和连杆坐标系
3.4.3 机械臂运动学方程
3.4.4 机械臂正运动学
3.4.5 机械臂逆运动学
第4章 服务机器人开发平台
4.1 服务机器人开发平台概述
4.2 ROS平台的基本架构及概念
4.2.1 ROS文件系统级
4.2.2 ROS计算图级
4.2.3 ROS开源社区级
4.3 可视化和调试工具
4.3.1 使用GDB调试ROS节点
4.3.2 调试信息
4.3.3 监控整个系统
4.3.4 数据可视化
4.4 3D建模与仿真
4.4.1 URDF文件
4.4.2 Xacro及其他建模方式
4.4.3 Arbotix移动控制
4.4.4 小车模型仿真
4.4.5 机械臂仿真
第5章 服务机器人移动系统
5.1 概述
5.2 SLAM算法
5.2.1 占据栅格地图
5.2.2 粒子滤波定位算法
5.2.3 AMCL
5.2.4 从FastSLAM算法到Gmapping
5.2.5 常见SLAM算法对比
5.3 视觉SLAM算法
5.3.1 视觉传感器
5.3.2 开源算法
5.4 移动机器人导航算法
5.4.1 全局路径规划算法
5.4.2 局部路径规划算法
5.5 移动机器人的运动控制
5.5.1 跟踪控制
5.5.2 点镇定控制
5.6 ROS应用
5.6.1 SLAM建图
5.6.2 地图保存与地图读取
5.6.3 定位
5.6.4 路径规划
5.6.5 导航建图
第6章 服务机器人机械臂控制
6.1 机械臂运动规划
6.1.1 概述
6.1.2 关节空间的轨迹规划
6.1.3 笛卡儿空间的轨迹规划
6.2 机械臂控制
6.2.1 轨迹控制
6.2.2 力控制
6.3 视觉伺服控制系统
第7章 服务机器人视觉系统
7.1 视觉传感器
7.1.1 CCD图像传感器
7.1.2 CMOS图像传感器
7.1.3 结构光深度相机
7.1.4 TOF深度相机
7.1.5 双目深度相机
7.1.6 红外相机
7.2 计算机视觉算法基础
7.2.1 OpenCV
7.2.2 卷积神经网络
7.3 典型应用
7.3.1 目标检测
7.3.2 人脸识别
7.3.3 行人检测
7.3.4 手势识别
第8章 服务机器人语音系统
8.1 麦克风阵列
8.1.1 麦克风阵列的分类
8.1.2 麦克风阵列的作用
8.1.3 麦克风阵列的选择
8.2 自动语音识别
8.2.1 MFCC-DTW
8.2.2 GMM-HMM
8.2.3 DNN-HMM
8.2.4 End-to-End
8.3 自然语言处理
8.3.1 自然语言理解
8.3.2 自然语言生成
8.4 大型语言模型
8.4.1 ChatGPT简介
8.4.2 ChatGPT服务机器人应用
8.4.3 ChatGPT的前景与挑战
第9章 服务机器人的应用与发展
9.1 服务机器人概述
9.2 服务机器人应用领域
9.2.1 家政服务机器人
9.2.2 娱乐服务机器人
9.2.3 助老助残机器人
9.2.4 物流服务机器人
9.2.5 安防机器人
9.2.6 场地服务机器人
9.2.7 商业服务机器人
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