内容简介

本书介绍了与自主移动机器人运动学建模、导航规划和定位建图相关的数学基础、技术方法和算法。数学基础方面包括概率表示与基本运算，刚性物体三维运动的表示、建模以及计算，概率估计问题建模与求解等；运动学建模方面涵盖轮式移动机器人、躯干式移动机器人、腿足式移动机器人；导航规划方面涵盖路径规划、避障规划、轨迹规划以及融合导航方法；定位建图方面包括常用环境感知传感器、地图表示方法、局部地图构建、里程估计、同时定位与地图构建等，其中里程估计包括运动里程估计、激光里程计、视觉里程计以及多传感器融合里程估计，同时定位与地图构建介绍了闭环检测、问题建模、*优化求解以及采用扩展卡尔曼滤波和粒子滤波两种方法的定位技术。

    本书可作为普通高校机器人相关专业高年级本科生和研究生的教材，也可供该领域的科研人员和工程技术人员参考。

    本书配有电子课件，选用本教材的教师可通过以下方式之一索取： 登录www.cmpedu.com注册下载，加*jinaqing_candy索取，或发邮件到 jinacmp@163.com索取（注明姓名、学校等信息）。

  目录

前言

*1章绪论

1.1什么是移动机器人

1.2移动机器人的应用

1.3移动机器人的分类

1.4移动机器人的关键性能

1.5自主移动关键技术

1.6小结

习题

*2章预备知识

2.1概率基础

2.1.1概率密度函数

2.1.2期望、方差及高斯分布

2.1.3联合概率和条件概率

2.2三维动态系统

2.2.1位移、旋转和位姿

2.2.2状态系统建模

2.2.3旋转的线性化

2.2.4旋转的概率表示

2.3估计方法

2.3.1概率状态系统

2.3.2*大后验估计

2.3.3滤波

2.4小结

习题

第3章运动学建模

3.1概述

3.2轮式移动机器人

3.2.1轮式移动机器人运动学建模

要素

3.2.2轮式移动运动学建模方法

3.2.3移动机器人机动度

3.2.4移动机器人的工作空间与

完整性

3.3躯干式移动机器人

3.3.1仿生游动机器人

3.3.2仿生飞行机器人

3.4腿足式移动机器人

3.4.1四足机器人

3.4.2双足机器人

3.5小结

习题

第4章导航规划

4.1概述

4.2路径规划

4.2.1位形空间和完备性

4.2.2分辨率完备的路径规划方法

4.2.3概率完备的路径规划方法

4.2.4*优路径搜索方法

4.3避障规划

4.3.1Bug算法

4.3.2向量势直方图法

4.3.3动态窗口法

4.4轨迹规划

4.4.1基本概念

4.4.2一维轨迹规划

4.4.3平面移动轨迹规划

4.4.4轨迹学习

4.5融合导航

4.5.1混合A*算法

4.5.2弹性带算法

4.5.3定时弹性带算法

4.6导航行为规划

4.7小结

习题

第5章地图表示与构建

5.1概述

5.2常用环境感知传感器

5.2.1测距传感器

5.2.2相机

5.3相机建模和标定

5.4地图表示方法

5.4.1点云地图

5.4.2栅格地图

5.4.3特征地图

5.4.4拓扑地图

5.4.5地图表示研究趋势

5.5局部地图构建

5.5.1局部栅格地图构建

5.5.2局部线段特征地图构建

5.6小结

习题

第6章里程估计

6.1概述

6.2运动里程估计

6.2.1轮式编码器里程估计

6.2.2惯性测量单元里程估计

6.3激光里程计

6.3.1迭代*近点算法

6.3.2基于特征匹配的激光里程计

6.3.3局部优化

6.4视觉里程计

6.4.1视觉特征提取与匹配

6.4.2运动估计

6.4.3局部优化

6.4.4直接法

6.5多传感器融合里程估计

6.5.1视觉惯导里程计

6.5.2视觉激光里程计

6.5.3扩展卡尔曼滤波融合里程