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仿人机器人建模与控制

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标签: 机器人

机器人

本书围绕Roban机器人,阐述人工智能相关理论、方法及应用。内容涵盖Roban机器人的基本原理、操作与开发方法、相关的双足机器人数学模型及控制理论、人工智能相关的语音及视觉应用。全书共  8  章,主要内容包括  Roban  机器人概述、Python  编程基础、ROS  编程基础、SLAM  定位和导航基础、V-REP  仿真基础、运动控制基础,步态算法基础,以及人工智能基础。本书深入浅出,内容新颖,案例丰富,实用性强,寓教于乐。本书既可作为机器人初学者掌握机器人知识的入门书,也可作为机器人研究者钻研机器人技术的参考书,适合各种不同知识水平的读者阅读。

序言.........................

.

III

前言..........................  V

第1章Roban机器人概述...........................1

1.1

Roban机器人简介...........................1

1.1.1Roban机器人系统......................  1

1.1.2Roban机器人关节运动模型....................................................  4

1.1.3Roban机器人控制框架..................  6

1.2操作Roban机器人..........................  6

1.2.1无线网络设置..........................  6

1.2.2远程登录Roban机器人..................8

1.2.3使用VSCode开发.....................11

第2章Python编程基础...........................15

2.1Python语法................................15

2.1.1Python运行方式.......................15

2.1.2Python程序书写格式...................18

2.1.3变量、数据类型、表达式...............19

2.1.4条件语句.............................22

2.1.5while循环语句........................24

2.1.6continue与break语句..................26

2.1.7列表.................................27

2.1.8元组与字典...........................30

2.2Python函数................................31

2.2.1函数定义.............................32

2.2.2函数参数.............................33

VIII

2.2.3Python模块...........................35

2.3Python对象与类...........................36

2.3.1类的定义与使用.......................37

2.3.2类的继承.............................38

2.4文件和异常................................39

2.4.1文本文件读写.........................40

2.4.2二进制文件读写.......................42

2.4.3异常.................................43

第3章ROS使用概述..............................45

3.1ROS简介.................................45

3.2程序包与节点..............................46

3.2.1程序包与节点介绍...................46

3.2.2节点的编译与运行...................47

3.3话题与服务................................49

3.3.1ROS话题............................49

3.3.2ROS消息与消息类型..................50

3.3.3ROS服务............................53

3.4launch文件与参数.........................56

3.4.1launch文件介绍.......................56

3.4.2机器人实践...........................59

3.5常用调试工具rqt...........................61

3.5.1rqt_plot..............................61

3.5.2rqt_img_View........................61

3.5.3rqt_graph............................62

3.6ROS配置实践.............................63

3.6.1ROS编译环境搭建与测试....................................................63

3.6.2ROS话题............................70

3.6.3ROS服务............................78

3.7主从机配置................................86

3.7.1获取IP地址和Hostname...............86

IX

3.7.2修改对应的hosts......................87

3.7.3配置主从关系.........................87

3.8ROSCvBridge实践.........................88

3.8.1将ROS图像消息转换为OpenCV的图像.......................................88

3.8.2将OpenCV图像转换为ROS图像消息........................................88

3.8.3在计算机上显示Roban机器人摄像头数据......................................89

第4章同步定位与地图构建......................90

4.1SLAM简介................................90

4.2图像的接收和发布.........................91

4.2.1初始化和配置.........................91

4.2.2主要功能实现.........................93

4.3定位和图像追踪——ORB-SLAM2................................................97

4.3.1数据接收和程序初始化................97

4.3.2点云地图创建/重用....................99

4.4八叉树图层的截取以及平面地图的生成..........................................102

4.4.1八叉树图层的截取...................102

4.4.2平面地图的生成.....................103

4.5路径规划.................................104

4.6行走实现.................................107

4.6.1路径分析............................107

4.6.2行走控制............................110

第5章V-REP使用概述..........................113  [2] 

5.1V-REP使用简介..........................114

5.1.1前言................................114

5.1.2安装带有ROS的V-REP....................................................116

5.1.3V-REP的简单使用...................122

5.1.4理解RosInterface.....................128

5.2V-REP中的Roban机器人.................138

5.2.1导入Roban机器人...................138

5.2.2BodyHub简介与启动.................140

5.2.3关节运动控制.......................148

5.2.4仿真中的步态运行...................159

5.3V-REP传感器使用........................166

5.3.1视觉传感器.........................166

5.3.2接近传感器.........................177

5.4V-REP使用实践..........................181

5.4.1过坑路段............................182

5.4.2雷区路段............................186

5.4.3踢球进洞路段.......................192

第6章Roban机器人运动控制基础...............199

6.1关节...............199

6.1.1头部关节............................200

6.1.2手臂关节............................201

6.1.3髋关节..............................202

6.1.4腿部关节............................202

6.1.5伺服电机............................204

6.2完整动作执行.............................205

6.3运动控制.................................207

6.3.1舵机参数设置.......................208

6.3.2关节位置控制.......................208

6.3.3步态控制............................211

6.4运动学正解...............................215

6.4.1运行IK节点........................215

6.4.2计算四肢末端位置...................215

6.5运动学逆解...............................218

6.5.1机器人扭腰.........................218

6.5.2扭腰中IK逆解的处理................223

6.5.3机器人晃腰.........................227

6.6自动避障实践.............................230

6.6.1  3D相机的原理......................230

6.6.2设计思路以及步骤...................231

6.6.3示例代码............................232

XI

第7章双足步行基础.............................235

7.1机器人运动学.............................235

7.1.1坐标变换............................236

7.1.2人形机器人运动学模型...............239

7.1.3正运动学............................239

7.1.4逆运动学............................242

7.2ZMP的含义..............................246

7.2.1ZMP与地面反力.....................246

7.2.2ZMP分析..........................248

7.2.3ZMP的测量.........................252

7.2.4ZMP与机器人运动...................256

7.3基于线性倒立摆的双足步态生成................................................258

7.3.1质心轨迹生成.......................258  [2] 

7.3.2足端轨迹生成.......................261

7.3.3台阶及斜坡地形的步态规划.................................................263

7.4机器人静步态实践........................267

7.4.1五次样条插值.......................267

7.4.2实现机器人双足支撑情况下的重心位置移动...................................268

7.4.3实现摆动脚轨迹规划以及摆动脚的运行.......................................270

7.5机器人上楼梯实践........................276

7.5.1第一阶段............................276

7.5.2第二阶段............................278

7.5.3第三阶段............................279

7.5.4第四阶段............................281

第8章人机交互..................................283

8.1音频处理.................................283

8.1.1语音识别............................285

8.1.2语音合成............................289

8.1.3聊天机器人综合应用.................293

8.2视频处理.................................297

8.2.1视频设备简介.......................297

XII

8.2.2图像处理工具.......................300

8.2.3颜色检测............................309

8.3综合应用.................................323

8.3.1基本原理............................323

8.3.2主要接口............................324

8.3.3运行方式............................324

8.4颜色识别实践.............................324

8.4.1HSV颜色模型介绍...................324

8.4.2识别小球............................325

8.4.3追踪小球............................327

8.4.4追踪多种颜色小球...................328

8.5人脸识别实践.............................330

8.6数字识别实践.............................348

8.6.1深度学习之Keras....................348

8.6.2使用模型进行数字识别...............355

参考文献....................358

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G986
谢谢楼主的分享!
2023-01-27 16:19:17
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