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智能機器人應用開發 ( 簡體 字) |
| 作者：魏彥,連國云,賀培 | 類別：1. -> 電子工程 -> 機器人 |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 56379
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NT售價： 260 元 |
| 出版日：3/1/2024 |
| 頁數：268 |
| 光碟數：0 |
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站長推薦：   |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787121474484 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：智能機器人技術廣泛應用于服務領域，基于該技術研發的服務機器人在醫療、教育、家庭服務、農業、建筑等領域存在巨大的市場潛力和發展空間。僅 2022 年，全球服務機器人市場規模就達到了 513 億美元，占機器人整體市場規模的 42.3%，并且占比每年仍在保持快速增長。目前，中國服務機器人市場占比暫時低于發達國家，存在巨大的發展空間，預計到 2024 年，中國服務機器人市場占比將達到 41.0%。
智能機器人是一個跨專業、高度綜合的新興產業，它融合了控制理論、電學、機械學、計算機技術、檢測技術、網絡與通信技術等。從本質上來講，智能機器人是機器人技術與人工智能技術相結合產生的，催生了一些新的職業崗位。如何學習并掌握智能機器人相關的專業知識和實踐技能，培養掌握新技術的技能型人才，是我國應對未來科技浪潮挑戰的一個重要課題，也是擺在職業教育工作者面前的一個關鍵問題。
本書以智能機器人應用場景開發的基本技術實現作為主要內容，以開源機器人操作系統（ROS）作為核心開發平臺，沿著智能機器人應用場景開發中的主要技術環節，由淺入深，系統介紹智能機器人應用場景的二次開發。本書采用項目式教材編寫模式，以真實的工作項目為載體，力求做到貼近實際工程應用，講解理論知識準確、到位，著重培養學生的實踐技能。全書共分為 3 個工作場景，工作場景 1 為智能機器人系統搭建，以一臺典型的智能機器人“小威”為對象，介紹智能機器人的系統架構與基礎功能，在這一場景中，共有 5 個工作項目，介紹了智能機器人的組
成架構、運動控制、環境建圖、自主導航、自主無線充電等基礎功能；工作場景 2 為智能機器人能力展現，介紹智能機器人的功能拓展，在這一場景中，共有 7 個工作項目，介紹了智能機器人避障、語音控制、目標跟隨、機械臂運動控制、機械臂視覺抓取、目標檢測與戴口罩人臉識別等拓展功能；工作場景 3 為智能機器人應用場景開發，在這一場景中，共有 3 個工作項目，介紹了智能機器人倉儲應用場景開發、導游應用場景開發、家政服務
應用場景開發。
本書由校企協同開發，由深圳職業技術大學的魏彥、連國云、管明雷、謝鋒然、史虹及廣州市威控機器人有限公司的賀培、李鐘編寫，其中工作項目 1 到工作項目 5 由魏彥編寫，工作項目 6 到工作項目 8 由連國云編寫，工作項目 9 到工作項目 11 由賀培編寫，工作項目 12 由管明雷編寫，工作項目 13 由謝鋒然編寫，工作項目 14 由史虹編寫，工作項目 15 由李鐘編寫。華南理工大學的魏武教授擔任本書的主審。廣州市威控機器人有限公司的工程師馮嘉鵬、黃志彬、吳玉玲、王帆、賴海琦、龍婷毅也參與了本書的開發，他們在實訓案例與項目設計、實訓設備開發及技術支持等方面提供了大力支持，在此對他們的貢獻表示衷心的感謝！
本書在編寫中參考并引用了大量機器人方面的論著、資料，限于篇幅，不能在參考文獻中一一列舉，在此一并向其作者致以衷心的感謝！由于編者水平有限，書中難免存在不足和疏漏之處，懇請廣大讀者批評指正。 |
內容簡介：本書以智能機器人開發的基本技術為主要脈絡，以 ROS 作為核心開發平臺，以企業真實產品為載體，以崗位能力要求為導向。本書主要內容包括智能機器人認知與組成架構、智能機器人運動控制、智能機器人環境建圖、智能機器人自主導航、智能機器人自主無線充電、智能機器人避障、智能機器人語音控制、智能機器人目標跟隨、智能機器人的機械臂運動控制、智能機器人的機械臂視覺抓取、智能機器人目標檢測、智能機器人戴口罩人臉識別、智能機器人倉儲應用場景開發、智能機器人導游應用場景開發、智能機器人家政服務應用場景開發。 |
目錄：工作場景 1 智能機器人系統搭建
工作項目 1 智能機器人認知與組成架構 ... 2
1.1 智能機器人的發展現狀與發展趨勢 ... 2
1.1.1 智能機器人產業鏈 .... 2
1.1.2 智能機器人的產業格局 .... 3
1.1.3 智能機器人的發展趨勢 .... 6
1.2 智能機器人關鍵技術 ..... 6
1.3 典型的智能機器人及智能機器人的組成 ... 9
1.3.1 典型的智能機器人 .... 9
1.3.2 智能機器人的組成 .... 11
1.4 智能機器人實訓平臺 ..... 13
工作項目 1 練習 ...... 19
工作項目 2 智能機器人運動控制 .... 21
2.1 ROS 通信方式 ...... 21
2.2 底盤控制節點...... 22
2.2.1 kobuki 功能包架構 .... 22
2.2.2 底盤控制節點啟動代碼 .... 23
2.3 速度話題消息...... 24
2.4 多種控制方式的優先級 ..... 24
工作項目 2 練習 ...... 28
工作項目 3 智能機器人環境建圖 .... 30
3.1 SLAM ...... 30
3.1.1 地圖 ....... 30
3.1.2 算法 ....... 32
智能機器人應用開發
3.2 Cartographer ...... 32
3.2.1 Cartographer 簡介 .... 32
3.2.2 Cartographer 安裝 .... 34
工作項目 3 練習 ...... 43
工作項目 4 智能機器人自主導航 .... 45
4.1 Navigation 自主導航 ..... 45
4.1.1 Navigation 架構 ..... 45
4.1.2 自適應蒙特卡洛定位節點 .... 50
4.2 參數含義 ...... 51
4.2.1 amcl 定位節點參數 ..... 51
4.2.2 代價地圖公用參數 .... 52
4.2.3 全局代價地圖參數 .... 53
4.2.4 局部代價地圖參數 .... 53
4.3 參數配置示例...... 54
4.3.1 amcl 定位算法節點 ..... 54
4.3.2 代價地圖公用參數 .... 55
4.3.3 全局代價地圖參數 .... 56
4.3.4 局部代價地圖參數 .... 56
4.3.5 運動規劃器 planner 參數 .... 57
4.3.6 導航節點啟動文件 .... 58
4.4 Navigation 多點導航 ..... 59
4.4.1 導航節點動作通信 .... 59
4.4.2 多點導航節點實現 .... 61
工作項目 4 練習 ...... 67
工作項目 5 智能機器人自主無線充電... 70
5.1 無線充電技術原理 ...... 70
5.1.1 電磁感應式 ...... 70
5.1.2 微波輻射式 ...... 70
5.1.3 磁耦合諧振式 ...... 71
5.2 自主無線充電案例 ...... 72
5.2.1 自主無線充電硬件系統 .... 72
5.2.2 自主無線充電軟件系統 .... 73
工作項目 5 練習 ...... 80
- VI -
目錄
工作場景 2 智能機器人能力展現
工作項目 6 智能機器人避障 ..... 84
6.1 傳感器測距 ...... 84
6.1.1 超聲波測距原理 .... 84
6.1.2 激光雷達測距原理 .... 85
6.2 智能機器人避障案例 ..... 86
6.2.1 超聲波避障案例 .... 86
6.2.2 激光雷達避障案例 .... 93
工作項目 6 練習 ...... 106
工作項目 7 智能機器人語音控制 .... 109
7.1 語音處理技術...... 109
7.1.1 語音模塊 ...... 110
7.1.2 語音合成 ...... 113
7.1.3 語音識別 ...... 114
7.2 語音控制運動案例 ...... 120
7.2.1 語音控制運動思路 .... 120
7.2.2 識別語法與節點實現 .... 121
工作項目 7 練習 ...... 127
工作項目 8 智能機器人目標跟隨 .... 129
8.1 基于視覺的目標跟隨 ..... 129
8.1.1 目標跟隨算法 ...... 129
8.1.2 目標跟隨技術現狀 .... 130
8.2 基于深度攝像頭的目標跟隨 .... 131
8.2.1 深度攝像頭啟動 .... 131
8.2.2 目標跟隨節點 ...... 133
工作項目 8 練習 ...... 136
工作項目 9 智能機器人的機械臂運動控制 ........ 139
9.1 機械臂的運動控制系統 ..... 139
9.1.1 笛卡兒空間路徑規劃 .... 140
9.1.2 運動學逆解 ...... 140
9.1.3 關節空間路徑規劃 .... 140
9.1.4 軌跡插補 ...... 141
- VII -
智能機器人應用開發
9.1.5 伺服控制器 ...... 141
9.2 機械臂運動控制的實現方式 .... 142
9.2.1 MoveIt ...... 142
9.2.2 手寫的運動控制解算包 .... 146
工作項目 9 練習 ...... 155
工作項目 10 智能機器人的機械臂視覺抓取 ........ 157
10.1 機械臂視覺抓取概述 ..... 157
10.1.1 機械臂與攝像頭的相對位置 ... 157
10.1.2 攝像頭啟動與內參標定 .... 159
10.1.3 物體識別定位 .... 162
10.2 機械臂視覺抓取案例 ..... 163
10.2.1 機械臂視覺抓取思路 .... 163
10.2.2 視覺抓取節點實現 .... 164
工作項目 10 練習 ...... 174
工作項目 11 智能機器人目標檢測.... 176
11.1 目標檢測 ...... 176
11.1.1 目標檢測的發展 .... 176
11.1.2 目標檢測相關概念 .... 177
11.2 目標檢測模型 ...... 179
11.3 OpenVINO 簡介 ...... 179
11.4 目標檢測案例 ...... 180
工作項目 11 練習 ...... 187
工作項目 12 智能機器人戴口罩人臉識別 ........ 189
12.1 人臉識別概述 ...... 189
12.2 人臉識別發展歷史 .... 190
12.3 人臉識別的難點 ...... 190
12.4 人臉識別的用途 ...... 190
工作項目 12 練習 ...... 200
工作場景 3 智能機器人應用場景開發
工作項目 13 智能機器人倉儲應用場景開發 ........ 204
13.1 智慧物流 ...... 204
13.1.1 由來 ...... 204
- VIII -
目錄
13.1.2 體系架構 ...... 205
13.2 倉儲應用場景開發案例 ... 206
13.2.1 功能分析 ...... 206
13.2.2 功能開發接口 .... 207
13.2.3 應用場景開發 .... 207
工作項目 13 練習 ...... 218
工作項目 14 智能機器人導游應用場景開發 ........ 222
14.1 功能分析 ...... 222
14.2 應用開發接口 ...... 223
14.3 應用場景開發 ...... 223
工作項目 14 練習 ...... 233
工作項目15 智能機器人家政服務應用場景開發 ........ 238
15.1 功能分析 ...... 238
15.2 應用開發接口 ...... 239
15.2.1 導航動作服務接口 .... 239
15.2.2 二維碼識別定位話題接口 ... 239
15.2.3 機械臂服務接口 .... 239
15.2.4 語音處理通信接口 .... 239
15.3 應用場景開發 ...... 239
15.3.1 編程思路 ...... 239
15.3.2 節點啟動與實現 .... 240
工作項目 15 練習 ...... 254
- IX |
| 序： |
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