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133千字 字数
2025-08-01 发行日期
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主编推荐语

本书通过由浅入深的方式讲解智能机器人的核心技术与开发流程。

内容简介

为适应机器人技术的迅猛发展，本书在第1版的基础上进行了修订，增加了部分新技术的理论以及全部技术在Ubuntu18.04版本上的具体实现方法。

全书内容分为三部分：首先，介绍概念与相关基础知识，包括机器人的概念、Ubuntu Linux操作系统和ROS知识；然后，介绍机器人核心功能的实现，涵盖机器人安装与初步使用、机器人视觉功能、机器人自主导航功能、机器人语音交互功能与机器人机械臂抓取功能；同时，介绍机器人的场景应用，通过几个例子全面演示服务机器人的开发过程。

目录

  • 版权信息
  • 前言
  • 第一部分 概念与相关基础知识
  • 第1章 机器人的概念
  • 1.1 机器人相关定义和分类
  • 1.1.1 机器人相关定义
  • 1.1.2 服务机器人的分类
  • 1.2 现代机器人的发展历程
  • 1.2.1 现代机器人研究初期
  • 1.2.2 20世纪70年代
  • 1.2.3 20世纪80年代
  • 1.2.4 20世纪90年代
  • 1.2.5 21世纪初
  • 1.2.6 21世纪第二个十年
  • 1.2.7 21世纪20年代
  • 1.3 机器人的组成
  • 1.3.1 执行机构
  • 1.3.2 驱动装置
  • 1.3.3 传感装置
  • 1.3.4 控制系统
  • 1.3.5 智能系统
  • 1.3.6 智能人机接口系统
  • 1.4 机器人的关键技术
  • 1.5 机器人的发展趋势
  • 习题
  • 第2章 Ubuntu Linux操作系统
  • 2.1 Linux和Ubuntu简介
  • 2.1.1 Linux简介
  • 2.1.2 Ubuntu简介
  • 2.1.3 Ubuntu的文件系统
  • 2.2 Ubuntu的安装
  • 2.2.1 Ubuntu18.04系统启动盘的制作
  • 2.2.2 Ubuntu18.04的安装
  • 2.3 shell命令
  • 2.3.1 Ubuntu的终端
  • 2.3.2 基础的shell命令
  • 习题
  • 第3章 ROS入门
  • 3.1 ROS简介
  • 3.1.1 为什么使用ROS
  • 3.1.2 什么是ROS
  • 3.1.3 ROS与计算机操作系统的区别
  • 3.1.4 ROS的主要特点
  • 3.2 ROS的安装与卸载
  • 3.2.1 ROS的版本
  • 3.2.2 安装和配置ROS Melodic
  • 3.2.3 安装和配置ROS Noetic
  • 3.2.4 卸载ROS
  • 3.3 进一步学习资源
  • 习题
  • 第4章 ROS框架和使用基础
  • 4.1 ROS框架
  • 4.1.1 文件系统级
  • 4.1.2 计算图级
  • 4.1.3 社区级
  • 4.2 ROS使用基础
  • 4.2.1 catkin简介
  • 4.2.2 工作空间及其创建方法
  • 4.2.3 创建ROS工程包
  • 4.2.4 编译ROS工程包
  • 4.2.5 创建ROS节点
  • 4.2.6 编译运行ROS节点
  • 4.2.7 roslaunch的使用
  • 4.2.8 创建ROS消息和服务
  • 4.2.9 编写简单的消息发布器和订阅器（C++语言实现）
  • 4.2.10 编写简单的消息发布器和订阅器（Python语言实现）
  • 4.2.11 测试简单的消息发布器和订阅器
  • 4.2.12 编写简单的服务器和客户端（C++语言实现）
  • 4.2.13 编写简单的服务器和客户端（Python语言实现）
  • 4.2.14 测试简单的服务器和客户端
  • 习题
  • 第5章 ROS的调试
  • 5.1 常用的ROS调试命令
  • 5.2 常用的ROS调试工具
  • 5.2.1 使用rosconsole在运行时修改调试级别
  • 5.2.2 使用roswtf检测信号的潜在问题
  • 5.2.3 使用rqt_graph显示节点状态图
  • 5.2.4 使用rqt_plot绘制标量数据图
  • 5.2.5 使用image_view显示二维图像
  • 5.2.6 使用RViz实现3D数据可视化
  • 5.2.7 使用rosbag和rqt_bag记录与回放数据
  • 5.2.8 rqt插件与rx应用
  • 5.3 ROS基本命令总结
  • 5.3.1 创建ROS工作空间
  • 5.3.2 package相关操作
  • 5.3.3 节点相关操作
  • 5.3.4 话题相关操作
  • 5.3.5 服务相关操作
  • 5.3.6 rosparam相关操作
  • 5.3.7 bag相关操作
  • 5.3.8 rosmsg相关操作
  • 5.3.9 rossrv相关操作
  • 5.3.10 ROS的其他命令
  • 习题
  • 第二部分 机器人核心功能的实现
  • 第6章 机器人安装与初步使用
  • 6.1 TurtleBot机器人简介
  • 6.2 TurtleBot机器人的硬件组成与配置
  • 6.3 TurtleBot机器人的软件安装与测试
  • 6.3.1 ROS Melodic版本的安装方法
  • 6.3.2 ROS Noetic版本的安装方法
  • 6.3.3 安装后的配置
  • 6.4 启动TurtleBot
  • 6.5 通过键盘手动控制TurtleBot
  • 6.6 通过脚本控制TurtleBot
  • 6.7 监控Kobuki电池状态
  • 6.8 TurtleBot机器人的扩展
  • 习题
  • 第7章 机器人视觉功能的实现
  • 7.1 视觉传感器
  • 7.1.1 Kinect视觉传感器
  • 7.1.2 RealSense视觉传感器
  • 7.2 驱动的安装与测试
  • 7.3 同时运行两台Kinect
  • 7.4 同时运行Kinect与RealSense
  • 7.5 在ROS中使用OpenCV处理RGB图像
  • 7.5.1 在ROS中安装OpenCV
  • 7.5.2 在ROS代码中使用OpenCV
  • 7.5.3 理解ROS-OpenCV转换架构
  • 7.5.4 ROS节点示例
  • 7.6 点云库及其使用
  • 7.6.1 点云及点云库简介
  • 7.6.2 PCL数据类型
  • 7.6.3 订阅和发布点云消息
  • 7.6.4 在ROS中使用PCL教程
  • 7.6.5 PCL的一个简单应用——检测门的开关状态
  • 习题
  • 第8章 机器人视觉功能的实现进阶
  • 8.1 机器人跟随功能的实现
  • 8.1.1 理论基础
  • 8.1.2 跟随功能的运行和测试
  • 8.2 机器人挥手识别功能的实现
  • 8.2.1 机器人挥手识别功能的实现框架及难点分析
  • 8.2.2 基于AdaBoost和Cascade算法的人脸检测
  • 8.2.3 用模板匹配算法识别人手
  • 8.2.4 基于YCrCb颜色空间的肤色分割
  • 8.2.5 挥手识别功能的运行和测试
  • 8.3 机器人物体识别与定位功能的实现
  • 8.3.1 基于Hue直方图的滑动窗口模板匹配方法
  • 8.3.2 基于空间点云数据的物体定位方法
  • 8.3.3 物体识别与定位的实现和测试
  • 8.4 机器人人脸及性别识别功能的实现
  • 8.4.1 基于OpenCV的传统人脸识别与性别识别方法
  • 8.4.2 基于OpenCV的人脸识别与性别识别的运行和测试
  • 8.4.3 基于Dlib库的人脸识别方法
  • 8.4.4 基于Dlib库的人脸识别方法的运行和测试
  • 8.4.5 基于YOLO的物体识别方法
  • 习题
  • 第9章 机器人自主导航功能
  • 9.1 机器人自主导航关键技术
  • 9.1.1 机器人的定位与建图
  • 9.1.2 路径规划
  • 9.2 Kobuki基座模型运动学分析
  • 9.3 导航工程包集
  • 9.4 导航工程包集使用基础
  • 9.4.1 导航工程包集在机器人上的安装与配置
  • 9.4.2 机器人tf配置
  • 9.4.3 基础导航调试指南
  • 9.4.4 通过ROS发布里程计测量信息
  • 9.4.5 通过ROS发布传感器数据流
  • 9.5 在TurtleBot上配置并使用导航工程包集
  • 9.5.1 使用TurtleBot创建SLAM地图
  • 9.5.2 使用TurtleBot已知地图的自主导航
  • 习题
  • 第10章 机器人语音交互功能的基础理论
  • 10.1 语音识别
  • 10.1.1 声学模型
  • 10.1.2 语言模型
  • 10.2 语义理解
  • 10.3 语音合成
  • 第11章 机器人语音交互功能的实现
  • 11.1 硬件设备
  • 11.2 PocketSphinx语音识别系统简介
  • 11.3 安装和测试PocketSphinx——Melodic版本
  • 11.3.1 安装PocketSphinx
  • 11.3.2 测试PocketSphinx语音识别
  • 习题
  • 第12章 机器人机械臂抓取功能的实现
  • 12.1 机械臂硬件组装
  • 12.2 机械臂运动学分析
  • 12.3 机械臂舵机ID设置
  • 12.4 使用USB2Dynamixel控制TurtleBot Arm
  • 12.4.1 安装和测试dynamixel_motor软件包
  • 12.4.2 机械臂抓取功能的实现
  • 习题
  • 第三部分 机器人的场景应用
  • 第13章 机器人综合应用案例一：长命令识别与多任务执行
  • 13.1 案例目标
  • 13.2 语音识别命令
  • 13.3 在家居环境中自主导航
  • 13.4 物体识别与抓取
  • 习题
  • 第14章 机器人综合应用案例二：跟随与协助主人
  • 14.1 案例目标
  • 14.2 语音识别命令
  • 14.3 跟随与自主导航
  • 14.4 检测与识别人脸
  • 第15章 机器人综合应用案例三：顾客挥手示意机器人点餐
  • 15.1 案例目标
  • 15.2 机器人即时建图
  • 15.3 机器人识别挥手并移向挥手人
  • 15.4 语音识别菜单
  • 15.5 自主导航回到吧台
  • 参考文献
  • 推荐阅读
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出版方

机械工业出版社

机械工业出版社是全国优秀出版社，自1952年成立以来，坚持为科技、为教育服务，以向行业、向学校提供优质、权威的精神产品为宗旨，以“服务社会和人民群众需求，传播社会主义先进文化”为己任，产业结构不断完善，已由传统的图书出版向着图书、期刊、电子出版物、音像制品、电子商务一体化延伸，现已发展为多领域、多学科的大型综合性出版社，涉及机械、电工电子、汽车、计算机、经济管理、建筑、ELT、科普以及教材、教辅等领域。