- Webots移动机器人仿真实例教程
- - 作者：秦宇飞//刘相权|责编:雷桐辉
  - 出版社：化学工业
  - ISBN：9787122475473
  - 出版日期：2025/07/01
  - 页数：304
- 售价：39.2

内容大纲
《Webots移动机器人仿真实例教程》全面介绍了Webots仿真软件的使用及其在各种机器人领域的应用。本书内容详尽，从Webots的基础入门到高级操作，既包括了软件安装、界面操作、节点编辑等基础知识，又涵盖了两轮差速机器人、四轮差速机器人、四足机器人、无人机、水下机器人、人形机器人等多种类型机器人的仿真案例。本书内容特色在于实用性和操作性，通过丰富的案例和详细的步骤指导，帮助读者快速掌握Webots的仿真技巧。此外，本书还提供了控制器编程环境的搭建和编程方法，让读者能够自主设计并实现复杂的机器人控制算法。
本书适合机器人专业的学生、科研工作者、工程师以及对机器人仿真感兴趣的读者阅读。无论是初学者还是有一定经验的用户，都能从本书中获得宝贵的指导和启示。通过阅读本书，读者能够更深入地理解Webots软件的功能和应用，提升自己在机器人仿真领域的技能和水平。
作者介绍
目录
第1章  Webots入门
  1.1  Webots简介
  1.2  常用机器人仿真软件对比
  1.3  Webots安装
    1.3.1  Webots软件版本选择
    1.3.2  Webots软件安装
    1.3.3  GitHub网络安装
    1.3.4  GitHub源文件下载安装
  1.4  编译源文件中的控制器程序
  1.5  初识机器人运动仿真
    1.5.1  切换到中文界面
    1.5.2  界面风格
    1.5.3  软件自带的项目示例
    1.5.4  认识仿真环境
    1.5.5  编写一个简单的机器人仿真项目
    1.5.6  Webots世界文件（.wbt）
    1.5.7  节点描述文件(.proto)
    1.5.8  控制器程序
  1.6  Webots机器人运动仿真项目搭建思路
  1.7  帮助文档及项目示例
    1.7.1  在线帮助文档
    1.7.2  及时查看在线帮助文档的方法
    1.7.3  离线查看帮助文档
    1.7.4  半离线查看帮助文档
    1.7.5  项目示例文件
第2章  Webots基本操作
  2.1  3D视图基本操作
    2.1.1  调整视角
    2.1.2  移动和旋转对象
    2.1.3  恢复布局
  2.2  人为施加力操作
  2.3  工具栏
    2.3.1  仿真时间及仿真速率
    2.3.2  运行控制
    2.3.3  渲染
    2.3.4  录屏和声音
  2.4  向导菜单
    2.4.1  新建项目的主要步骤
    2.4.2  新建项目目录向导
    2.4.3  新建机器人控制器向导
    2.4.4  Webots控制器程序运行原理分析
  2.5  节点
    2.5.1  添加节点
    2.5.2  添加节点时无法看到缩略图
    2.5.3  无法添加基础节点
  2.6  对象的导出和导入
    2.6.1  不同版本的Webots对文件格式导入和导出的支持
    2.6.2  URDF文件的导入和导出
    2.6.3  外部三维模型导入（stl、obj、dae）到Webots2022a
    2.6.4  wbo模型的导入和导出

  2.7  查看菜单
    2.7.1  显示坐标系统
    2.7.2  恢复视角
    2.7.3  视角跟随机器人移动
    2.7.4  移动视角到对象
    2.7.5  显示摄像头视场
    2.7.6  显示接触点
  2.8  Overlays菜单
  2.9  添加声音
    2.9.1  添加电机旋转声音
    2.9.2  添加碰撞声音
  2.10  DEF和USE关键字
第3章  Webots的节点Node
  3.1  世界、节点、节点属性
  3.2  场景树
  3.3  节点的通用属性
    3.3.1  外观调整
    3.3.2  位姿和缩放
    3.3.3  DEF 和name属性
  3.4  WorldInfo节点
    3.4.1  基本属性
    3.4.2  basicTimeStep基本仿真步长
    3.4.3  接触属性contact- Properties
  3.5  TexturedBackgroundLight光源节点
  3.6  Viewpoint节点
  3.7  RectangleArena地面节点
    3.7.1  地面大小floorSize属性
    3.7.2  地面外观floorAppearance Parquetry属性
    3.7.3  地面外观appearance PBRAppearance属性
    3.7.4  地面围墙
  3.8  其他地面
  3.9  实体Solid节点
    3.9.1  基本属性
    3.9.2  子节点children属性
    3.9.3  物理physics属性
    3.9.4  边界（周界）boundingObject属性
    3.9.5  调整实体对象的大小和位姿
  3.10  形状Shape节点
  3.11  关节Joint节点
    3.11.1  关节参数
    3.11.2  设备device节点
  3.12  旋转关节HingeJoint/Hinge2Joint节点
    3.12.1  旋转关节
    3.12.2  编程
    3.12.3  示例1：简单旋转关节
    3.12.4  示例2：关节的参数调节
  3.13  滑动关节SliderJoint节点
    3.13.1  滑动关节参数
    3.13.2  示例1：简单滑动关节
    3.13.3  示例2：滑动关节对比

    3.13.4  示例3：滑动关节实现弹簧效果
  3.14  球关节BallJoint节点
  3.15  机器人Robot节点
    3.15.1  机器人控制器controller
    3.15.2  机器人控制器周期执行函数wb_robot_step()
    3.15.3  机器人控制器与仿真器并行执行
    3.15.4  同步与异步控制器synchronization
    3.15.5  自碰撞检测selfCollision
    3.15.6  显示机器人窗口
    3.15.7  Controller属性
  3.16  组Group节点
  3.17  位姿变换Transform节点
  3.18  发射器Emitter和接收器Receiver节点
    3.18.1  发射器节点Emitter
    3.18.2  接收器节点Receiver
    3.18.3  函数及示例
  3.19  LED节点
  3.20  GPS节点
    3.20.1  描述及属性
    3.20.2  函数及示例
  3.21  陀螺仪Gyro节点
    3.21.1  描述及属性
    3.21.2  函数及示例
  3.22  罗盘Compass节点
    3.22.1  描述及属性
    3.22.2  函数及示例
  3.23  惯性InertialUnit节点（IMU）
    3.23.1  描述及属性
    3.23.2  函数及示例
  3.24  监控Supervisor节点
  3.25  距离传感器DistanceSensor节点
    3.25.1  属性
    3.25.2  红外距离传感器
    3.25.3  声呐传感器
    3.25.4  编程
    3.25.5  距离传感器示例
  3.26  接触传感器TouchSensor节点
    3.26.1  描述及属性
    3.26.2  示例
  3.27  螺旋桨Propeller节点
    3.27.1  螺旋桨的推力和扭矩
    3.27.2  螺旋桨的旋转方向和推力/扭矩方向
    3.27.3  函数及示例
  3.28  履带Track节点及履带轮TrackWheel节点
    3.28.1  描述及属性
    3.28.2  示例
  3.29  流体Fluid节点及浸没属性immersionProperties节点
    3.29.1  流体Fluid节点描述及属性
    3.29.2  浸没属性immersionProperties节点
    3.29.3  示例1：浮力

    3.29.4  示例2：拖曳力之推动力
    3.29.5  示例3：拖曳力之黏滞力
  3.30  阻尼Damping节点
    3.30.1  描述及属性
    3.30.2  示例
  3.31  摄像机Camera节点
    3.31.1  描述及属性
    3.31.2  相机的识别功能
    3.31.3  保存相机图像到指定位置
  3.32  顶点3D形状IndexedFaceSet节点
  3.33  皮肤Skin节点
  3.34  键盘输入
    3.34.1  编程
    3.34.2  键盘示例代码
  3.35  仿真项目编辑流程
第4章  Webots控制器编程环境搭建
  4.1  Python编程
    4.1.1  Python和Webots联合仿真原理
    4.1.2  Python环境设置
    4.1.3  使用PyCharm运行Python控制器
    4.1.4  使用Python解释器运行Python控制器
  4.2  Matlab编程
    4.2.1  Matlab和Webots联合仿真原理
    4.2.2  Matlab环境设置
    4.2.3  Matlab控制器程序使用
  4.3  Visual Studio和Webots联合仿真
    4.3.1  Visual Studio和Webots联合仿真原理
    4.3.2  Webots设置
    4.3.3  Visual Studio控制器程序使用
  4.4  机器人窗口插件Robot Window Plugin
    4.4.1  机器人窗口设置和使用
    4.4.2  机器人窗口工作原理分析
    4.4.3  机器人窗口补充说明
  4.5  文件读写操作
第5章  Webots编程
  5.1  控制器程序编程
    5.1.1  编码格式与习惯
    5.1.2  HelloWorld示例
    5.1.3  读传感器示例
    5.1.4  使用执行器示例
    5.1.5  程序和场景对象的接口
    5.1.6  仿真周期和控制周期
    5.1.7  向控制器程序传递参数（C语言）
    5.1.8  向控制器传递参数（Python）
    5.1.9  多个机器人使用相同的控制器程序
    5.1.10  控制器程序退出
    5.1.11  Webots中的包含头文件
  5.2  监控Supervisor节点编程
    5.2.1  Supervisor节点工作原理
    5.2.2  Supervisor节点示例1：基本操作

    5.2.3  Supervisor节点示例2：为场景对象施加力和力矩
    5.2.4  Supervisor节点常用函数和操作
  5.3  C语言程序框架
  5.4  Python语言程序框架
    5.4.1  无监督的程序框架
    5.4.2  有监督的程序框架
  5.5  C语言与Python语言编程的运行差异
  5.6  常用的库
  5.7  常用函数
    5.7.1  打印输出printf()
    5.7.2  格式化输出ANSI_PRINTF_IN_BLACK()
    5.7.3  返回仿真步长wb_robot_get_basic_time_step()
    5.7.4  返回以秒为单位的系统仿真模拟时间wb_robot_get_time()
    5.7.5  返回项目路径wb_robot_get_project_path()
    5.7.6  C语言机器人初始化wb_robot_init()与清理环境wb_robot_cleanup()
    5.7.7  获取对象句柄wb_robot_get_device()
    5.7.8  设置电机位置wb_motor_set_position()
    5.7.9  设置电机速度wb_motor_set_velocity()
    5.7.10  获取电机速度wb_motor_get_velocity()
    5.7.11  延时wb_robot_step()和自定义函数
第6章  两轮差速机器人仿真
  6.1  搭建两轮差速机器人模型
    6.1.1  添加机器人节点和车体
    6.1.2  添加差速车轮
    6.1.3  添加球轮
  6.2  编写控制器程序
  6.3  练习题：搭建两轮差速巡线机器人
第7章  四轮差速机器人仿真
  7.1  搭建基本的四轮差速机器人
  7.2  搭建具有基本避障功能的四轮差速机器人
  7.3  练习题1：搭建四轮差速巡线机器人
  7.4  练习题2：利用四轮差速机器人实现Bug2算法
第8章  机器人底盘仿真
  8.1  全向轮的仿真
    8.1.1  全向轮仿真结构
    8.1.2  全向轮的控制
  8.2  麦克纳姆轮的仿真
    8.2.1  麦克纳姆轮仿真结构
    8.2.2  设计自己的麦克纳姆轮小车
    8.2.3  麦克纳姆轮小车的控制
  8.3  练习题：RoboCup机器人大赛中型组仿真系统
第9章  四足机器人仿真
  9.1  四足机器人模型的搭建
    9.1.1  使用向导建立项目
    9.1.2  添加机器人Robot节点
    9.1.3  添加机器人身体
    9.1.4  添加机器人头部
    9.1.5  添加机器人右前腿
    9.1.6  添加机器人另外三条腿
  9.2  添加机器人控制器程序

    9.2.1  单腿逆运动学分析
    9.2.2  walk步态的说明
    9.2.3  trot步态的说明
  9.3  练习题：机器狗越障
第10章  无人机仿真
  10.1  直升机仿真
  10.2  四旋翼仿真
    10.2.1  飞行原理
    10.2.2  飞行控制系统
    10.2.3  PID控制算法
    10.2.4  仿真
  10.3  练习题：四旋翼无人机群控
第11章  水下机器人仿真
  11.1  水下螺旋桨推进机器人
  11.2  水下仿生机器人
    11.2.1  salamander仿真案例
    11.2.2  animated_skin仿真案例
  11.3  练习题：螺旋桨水下机器人仿真
第12章  人形机器人仿真
  12.1  场景分析
    12.1.1  机器人类型转换
    12.1.2  机器人关节及连杆
  12.2  程序分析
第13章  串联机器人仿真
  13.1  使用Python的ikpy库
  13.2  利用utils\motion.h播放关节角的动作序列
  13.3  练习题：协作机器人抓取物体
第14章  轮椅机器人仿真
第15章  软件使用技巧
  15.1  仿真软件中的对象大小
  15.2  场景编辑的撤销功能
  15.3  保存功能
  15.4  软件的易用性操作
  15.5  纹理、模型等资源文件的放置位置
  15.6  360安全软件和杀毒软件
  15.7  场景对象旋转90°
    15.7.1  FLU、ENU和RUB、NUE坐标系统
    15.7.2  解决办法
  15.8  节点无法显示missing proto icon
  15.9  地面似乎有弹性
  15.10  从动轮的实现
  15.11  移动机器人的控制
  15.12  其他

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