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蔡自兴 、 贺汉根 、 陈虹 著 / 科学出版社 / 2009-01 / 平装
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上书时间2022-09-05
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未知环境中移动机器人导航控制理论与方法
《未知环境中移动机器人导航控制理论与方法》以未知环境中的移动机器人导航控制理论和方法为研究内容,全书主要包括七个方面:机器人的体系结构,动力学模型与路径跟踪控制,环境建模与定位,障碍物的检测,机器人导航策略,故障诊断与容错控制,机器学习理论及应用。《未知环境中移动机器人导航控制理论与方法》重点介绍了机器学习、环境认知、运动规划、导航控制等方面在理论和方法上取得的进展,意在推动认知科学、模式识别、非线性控制等学科的前沿问题的研究,对提高探测移动机器人导航控制系统的技术水平,促进移动探测技术的发展,具有重要的科学意义。《未知环境中移动机器人导航控制理论与方法》可作为智能机器人研究和教学的参考书,也可供从事智能机器人、人工智能、智能控制和智能系统研究、设计和应用的科技人员和高等院校师生阅读和参考。
《21世纪先进制造技术丛书》序前言第1章概述1.1引言1.2未知环境中移动机器人导航理论与技术研究的进展概况1.2.1体系结构1.2.2环境建模与定位1.2.3路径规划1.2.4运动控制1.2.5故障诊断与容错控制1.3机器学习和自适应理论与方法研究的进展参考文献第2章未知环境中移动机器人系统的体系结构2.1引言2.2机器人体系结构2.2.1递阶式体系结构2.2.2反应式体系结构2.2.3慎思/反应复合式体系结构2.3移动机器人系统体系结构实例2.3.1移动机构与传感器系统2.3.2控制系统软件体系结构2.3.3控制系统使用的硬件2.4四层递阶式智能导航控制体系结构2.4.1导航控制任务分解与导航控制系统中的几个概念2.4.2一个四层模块化的汽车自主驾驶控制系统结构2.4.3驾驶控制系统各层内部通用结构2.4.4驾驶控制系统各层结构特点参考文献第3章未知环境中移动机器人的动力学模型与控制3.1引言3.2轮式移动机器人的动力学模型3.2.1轮式移动机器人的几种典型机构3.2.2非完整约束条件下轮式移动机器人的动力学模型3.3轮式移动机器人的镇定与跟踪问题3.3.1轮式移动机器人的镇定与跟踪控制器设计问题3.3.2镇定与跟踪控制器的相关研究3.4轮式移动机器人的鲁棒统一控制器设计理论3.4.1破坏理想非完整约束条件下的轮式移动机器人鲁棒统一控制律3.4.2不确定曲面运动条件下轮式移动机器人原型的鲁棒统一控制器3.5镇定和跟踪控制设计实例3.5.1Unicycle类型轮式移动机器人的控制器设计3.5.2单链链式系统的控制器设计3.5.3基于backstepping的跟踪控制律设计3.5.4基于模糊滑模变结构的控制器综合3.5.5基于微分平坦的轮式移动机器人轨迹生成3.5.6基于TS模糊模型的轮式移动机器人轨迹跟踪控制3.5.7同时存在执行机构饱和与外部干扰时的wMR轨迹跟踪控制参考文献第4章未知环境中移动机器人的环境建模与定位研究4.1引言4.2移动机器人环境建模与定位技术4.2.1环境模型简介4.2.2环境建模与定位方法概述4.3基于视觉图像的环境特征提取4.3.1基于图像外观的环境特征分析与提取4.3.2基于兴趣点的环境特征分析与提取4.3.3基于立体视觉的环境特征分析4.4动态环境下移动机器人地图构建的研究4.4.l地图表示方法简介4.4.2动态环境中基于障碍时空关联的地图构建4.4.3实验结果及其分析4.5移动机器人定位技术的一些实例4.5.1基于激光雷达环境感知信息的机器人定位方法4.5.2基于MonteCarlo方法的移动机器人定位4.6基于免疫进化算法的同步定位与建图4.6.1基于占据栅格的地图表示4.6.2关键点栅格及其检测4.6.3结合领域知识的并发定位与建图免疫进化算法4.6.4算法的实现和实验结果4.6.5结论4.7基于视觉的拓扑环境建模与定位4.7.1拓扑模型与度量模型4.7.2视觉拓扑建模与定位领域常用的概率技术4.7.3视觉拓扑建模与定位系统4.8基于视觉信号的地面移动机器人航迹修正4.8.1问题描述4.8.2视觉里程计4.8.3基于立体视觉的视觉里程计实现技术4.8.4基于视觉量角计的航迹修正算法参考文献第5章未知环境中移动机器人的障碍物检测5.1引言5.2障碍物的检测方法5.2.1激光测距雷达5.2.2视觉方法5.3基于激光雷达的障碍检测方法5.3.1测距数据的滤波处理5.3.2激光雷达测距数据的3-D变换5.3.3非结构化环境中的障碍检测5.4基于自适应分割和立体视觉的快速障碍检测5.5基于移动机器人视觉系统的运动目标检测与跟踪5.5.1基于移动机器人视觉系统的运动目标检测方法5.5.2运动目标跟踪技术5.5.3目标检测与跟踪的难点参考文献第6章未知环境中移动机器人的导航策略6.1引言6.2路径规划技术6.2.1基于事例的学习规划方法6.2.2基于环境模型的规划方法6.2.3基于行为的路径规划方法6.2.4发展趋势6.3基于近似Voronoi图的路径规划6.3.1移动机器人运行环境的空间表示方法6.3.2Voronoi图的介绍6.3.3近似Voronoi边界网络(AVBN)建模方法6.3.4基于AVBN模型与GAS的全局规划6.3.5仿真与实验6.4反射式局部规划策略6.4.1反射式7层避障模型6.4.2轨迹的运动控制6.4.3扰动策略6.4.4反应式导航实验验证6.5移动机器人的局部规划策略6.5.1局部规划方法概述6.5.2基于模拟退火的扰动规则设计6.5.3局部规划程序设计6.5.4局部规划仿真实验6.6复合导航策略与实现6.6.1复合导航的策略6.6.2复合导航的实现6.7路径规划的智能方法6.7.1基于免疫进化和示例学习的移动机器人路径规划6.7.2基于蚁群算法的移动机器人路径规划6.8基于特征点的导航策略6.8.1特征提取6.8.2基于特征点的导航行为6.8.3导航策略的设计与实现参考文献第7章未知环境中移动机器人的故障诊断与容错控制7.1移动机器人故障诊断与容错控制概述7.1.1故障模型和传感器误差模型7.1.2移动机器人故障诊断与容错控制的特点7.1.3移动机器人故障诊断与容错控制的方法7.2航迹推算系统硬故障诊断7.2.1基于粒子滤波器的混合动态系统估计7.2.2航迹推算系统故障模型7.2.3状态空间自适应7.2.4移动机器人航迹推算系统传感器的故障诊断7.3移动机器人软故障检测与补偿的自适应粒子滤波算法7.3.1模型与软故障检测7.3.2软故障补偿的自适应粒子滤波器PD-PNAPF7.3.3实验与分析7.3.4粒子数目自适应、精度及效率分析7.4软故障补偿的自适应进化粒子滤波算法PD-EAPF7.4.1多样性测度7.4.2自适应进化粒子滤波器PD-EAPF7.4.3实验以及分析7.5不完备故障模型诊断及其在移动机器人故障诊断中的应用.7.5.1不完备混合动态系统7.5.2未知模式检测7.5.3不完备模型诊断的粒子滤波算法7.5.4实验分析7.5.5不完备系统诊断的自适应机制7.6激光雷达异常及车轮异常检测7.6.1激光雷达的异常检测与滤除7.6.2激光雷达鲁棒测量模型7.6.3移动机器人异常运动状态识别以及避让策略参考文献第8章机器学习理论及其在移动机器人导航控制中的应用8.1引言8.2面向移动机器人导航与控制的机器学习方法8.3增强学习研究的一些新进展8.3.1策略梯度增强学习的回报基线方法8.3.2模糊策略梯度增强学习8.3.3结合SVM的混合策略梯度增强学习方法8.3.4基于多目标优化的进化算法求解约束优化问题8.4机器学习在移动机器人导航中的应用实例8.4.1增强学习在月球探测机器人运动控制中的应用8.4.2统计学习理论在基于视觉的环境感知中的应用参考文献第9章未知环境中移动机器人导航控制研究的展望9.1未来研究方向9.2结束语参考文献
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开播时间:09月02日 10:30