目錄
第1章緒論1
1.1機(jī)器人共融交互技術(shù)概述2
1.1.1共融機(jī)器人的概念2
1.1.2機(jī)器人共融交互技術(shù)的內(nèi)涵3
1.2機(jī)器人共融交互技術(shù)的設(shè)計(jì)理念4
1.2.1以人為中心的設(shè)計(jì)理念4
1.2.2環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)理念5
1.2.3協(xié)同作業(yè)設(shè)計(jì)理念5
1.2.4智能化設(shè)計(jì)理念7
1.2.5安全性設(shè)計(jì)理念8
1.3機(jī)器人共融交互技術(shù)的演變9
1.4機(jī)器人共融交互技術(shù)的挑戰(zhàn)11
1.4.1感知與認(rèn)知挑戰(zhàn)11
1.4.2決策與規(guī)劃挑戰(zhàn)11
1.4.3協(xié)同與協(xié)作挑戰(zhàn)12
1.4.4倫理與法律挑戰(zhàn)12
本章小結(jié)13
課后習(xí)題13
第2章機(jī)器人傳感器基礎(chǔ)知識(shí)14
2.1傳感器基本特性14
2.1.1傳感器的靜態(tài)特性14
2.1.2傳感器的動(dòng)態(tài)特性17
2.1.3傳感器的標(biāo)定19
2.2機(jī)器人本體傳感技術(shù)21
2.2.1編碼器21
2.2.2加速度計(jì)24
2.2.3陀螺儀25
2.3力觸覺傳感技術(shù)27
2.3.1多錐測力彈性體系統(tǒng)27
2.3.2扭矩傳感器28
2.3.3觸覺傳感器29
2.4視覺傳感技術(shù)32
2.4.1機(jī)器人視覺系統(tǒng)32
2.4.2CCD/CMOS圖像傳感器34
2.4.3立體視覺35
本章小結(jié)44
課后習(xí)題44
第3章人與機(jī)器人共融交直技術(shù)45
3.1人與機(jī)器人共融交互概念45
3.2人與機(jī)器人共融交互框架46
3.2.1HRI設(shè)計(jì)的概念模型46
3.2.2HRI框架47
3.2.3HRI的評(píng)價(jià)指標(biāo)48
3.3人機(jī)物理交互50
3.3.1人-機(jī)糟人控制動(dòng)力學(xué)50
3.3.2人類意圖估計(jì)51
3.3.3機(jī)器人控制適應(yīng)54
3.3.4交豆控制57
3.4人機(jī)交互設(shè)備60
3.4.1人機(jī)交互方式60
3.4.2人機(jī)交互設(shè)備及工作原理61
3.4.3人機(jī)變互設(shè)備的性能評(píng)估指標(biāo)64
3.5虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/棍合現(xiàn)實(shí)交互技術(shù)65
3.5.1VAM顯示設(shè)備66
3.5.2VAM-HRI接口的設(shè)計(jì)范式68
3.5.3VAM-HRI虛擬設(shè)計(jì)元素69
3.6機(jī)器視覺與人機(jī)交互技術(shù)72
3.6.1機(jī)器視覺基礎(chǔ)原理72
3.6.2基于視覺的人體動(dòng)作識(shí)別和預(yù)測73
3.6.3基于視覺的手勢(shì)懼別77
3.6.4基于視覺的面部表情識(shí)別78
3.7生物信號(hào)識(shí)別與人機(jī)交互技術(shù)79
3.7.1生物信號(hào)基礎(chǔ)79
3.7.2肌電圖信號(hào)識(shí)別與人機(jī)交豆技術(shù)81
3.7.3腦電圖信號(hào)識(shí)別與人機(jī)交互技術(shù)85
3.8語音識(shí)別與人機(jī)交互技術(shù)89
3.8.1語音識(shí)別的基礎(chǔ)知識(shí)89
3.8.2語音識(shí)別技術(shù)90
3.8.3自然語言處理技術(shù)92
本章小結(jié)94
課后習(xí)題94
第4章機(jī)器人與環(huán)境共融交互技術(shù)95
4.1動(dòng)態(tài)環(huán)境建模與路徑規(guī)劃技術(shù)95
4.1.1環(huán)境地圖表示方法95
4.1.2機(jī)器人定位方法98
4.1.3路徑規(guī)劃方法104
4.2機(jī)器人與環(huán)境交互動(dòng)力學(xué)與控制107
4.2.1機(jī)器人標(biāo)定方法107
4.2.2機(jī)器人參數(shù)辨識(shí)方法115
4.2.3機(jī)器人與環(huán)境變互控制方法123
4.3多機(jī)器人協(xié)作與群體智能技術(shù)132
4.3.1多機(jī)器人系統(tǒng)控制134
4.3.2多機(jī)器人協(xié)作135
4.3.3群體智能140
4.3.4群體機(jī)器人142
4.4多機(jī)器人環(huán)境感知技術(shù)145
4.4.1多機(jī)椿人空間定位147
4.4.2多機(jī)器人信息融合152
本章小結(jié)153
課后習(xí)題154
第5章機(jī)器人共融交互技術(shù)實(shí)例155
5.1動(dòng)態(tài)環(huán)境移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航實(shí)例155
5.1.1移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)搭建155
5.1.2基于回PTPSM算法的位要跟蹤與建圖實(shí)驗(yàn)157
5.1.3基于合Q-learning的避障實(shí)驗(yàn)162
5.2機(jī)器人與環(huán)境交互實(shí)例165
5.2.1機(jī)器人標(biāo)定實(shí)驗(yàn)165
5.2.2機(jī)器人參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)172
5.2.3雙臂機(jī)器人手眼系統(tǒng)擊球?qū)嶒?yàn)179
5.3手術(shù)機(jī)器人共融交互操作實(shí)例185
5.3.1手術(shù)機(jī)器人185
5.3.2主手機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)188
5.3.3主手的控制設(shè)計(jì)191
5.3.4微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人主從控制實(shí)驗(yàn)198
本章小結(jié)201
課后習(xí)題201
參考文獻(xiàn)202