本书介绍机器人综合设计与实践的相关内容，是一本将串联型机器人技术、并联型机器人技术、移动机器人技术有机集成的教材。本书主要运用机器人的智能感知技术、自主定位与导航技术、运动与控制技术、控制系统与元件等知识内容，设计、构建并实现具备完整避障作业的机器人系统，旨在指导学生将机器人理论知识应用于设计与实践环节，增强学生对新知识、新技术的兴趣，达到培养学生动手实践能力、独立思考能力及团队分工协作能力的目的。通过学习本书，学生能进一步掌握机器人系统的理论知识和工程综合设计能力，为将来的专业发展打下良好的基础。本书具有理论性、设计性与实践性相结合的特点，特别适合作为高年级本科生和研究生的机器人学习教材，也适合作为从事机器人研究、开发和应用的科技人员的参考书。

第1章 绪论
1.1 机器人的起源与发展
1.1.1 机器人的起源
1.1.2 机器人的发展
1.2 机器人的分类
1.2.1 按机器人的连接方式分类
1.2.2 按机器人的移动性分类
1.2.3 按机器人的控制方式分类
1.2.4 按机器人的几何结构分类
1.2.5 按机器人的智能程度分类
1.2.6 按机器人的用途分类
1.3 本书综述
1.3.1 机器人运动学设计与实践
1.3.2 机器人感知和物体识别设计与实践
1.3.3 机器人定位和地图构建设计与实践
1.3.4 机器人规划和避障设计与实践
1.3.5 机器人控制设计与实践
1.4 本章小结
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第2章 机器人综合设计与实践平台
2.1 引言
2.2 硬件系统
2.2.1 双目视觉系统
2.2.2 双臂作业系统
2.2.3 腰部3-RPS并联机构
2.2.4 移动小车平台
2.3 软件系统
2.3.1 机器人模型
2.3.2 机器人通信
2.4 本章小结
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第3章 机器人正运动学综合设计与实践
3.1 机器人正运动学理论基础
3.1.1 机器人Standard-DH坐标系
3.1.2 机器人Modified-DH坐标系
3.1.3 相邻两连杆坐标系的位姿表达
3.1.4 相邻两连杆坐标系的位姿确定
3.1.5 机器人正运动学
3.2 机器人正运动学综合设计
3.2.1 感知系统正运动学
3.2.2 主作业系统正运动学
3.2.3 辅助作业系统正运动学
3.2.4 3-RPS并联机构正运动学
3.3 机器人正运动学综合实践
3.3.1 仿真模型建立
3.3.2 正运动学仿真
3.3.3 正运动学实践
3.4 本章小结
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第4章 机器人逆运动学综合设计与实践
4.1 机器人逆运动学理论基础
4.1.1 逆运动学定义
4.1.2 机器人逆运动学的解
4.2 机器人逆运动学综合设计
4.2.1 主作业系统逆运动学
4.2.2 辅助作业系统逆运动学
4.2.3 3-RPS并联机构逆运动学
4.3 机器人逆运动学综合实践
4.4 本章小结
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第5章 机器人视觉感知与SLAM
5.1 概述
5.2 机器人视觉感知系统理论基础
5.2.1 相机成像模型
5.2.2 坐标系之间的转换关系
5.3 机器人视觉感知系统综合设计
5.3.1 摄像头选择
5.3.2 摄像头标定
5.3.3 视觉里程计设计
5.3.4 特征点检测算法选择
5.3.5 相机的运动估计
5.3.6 闭环检测及关键帧选取策略
5.3.7 位姿图优化
5.4 机器人视觉感知系统综合实践
5.4.1 特征点匹配对比分析实践
5.4.2 误匹配特征点剔除的实验及分析改进实践
5.4.3 建图的要求及分类
5.5 本章小结
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第6章 机器人目标识别综合设计与实践
6.1 概述
6.2 机器人目标识别理论基础
6.2.1 传统的物体识别
6.2.2 基于深度学习的目标检测算法
6.3 机器人目标识别综合设计
6.3.1 边界框的预测
6.3.2 损失函数
6.3.3 特征提取网络
6.3.4 多种网络对比效果
6.4 机器人目标识别综合实践
6.4.1 加深网络层级
6.4.2 基于图像金字塔的网络重构
6.4.3 K-means先验框聚类
6.5 本章小结
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第7章 机器人路径规划综合设计与实践
7.1 概述
7.2 机器人路径规划理论基础
7.3 机器人路径规划综合设计
7.3.1 二维空间全局路径规划
7.3.2 三维空间内路径规划
7.4 机器人路径规划综合实践
7.4.1 二维空间内路径规划实践
7.4.2 三维空间内路径仿真实验
7.4.3 路径平滑处理
7.5 本章小结
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第8章 机器人轨迹规划综合设计与实践
8.1 概述
8.2 机器人轨迹规划理论基础
8.3 机器人轨迹规划综合设计
8.3.1 关节空间下的轨迹规划
8.3.2 工作空间下的轨迹规划
8.3.3 机器人双臂协调运动规划
8.4 机器人轨迹规划综合实践
8.4.1 关节空间轨迹规划
8.4.2 工作空间轨迹规划
8.4.3 双臂协调抓取任务
8.5 本章小结
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第9章 机器人控制综合设计与实践
9.1 概述
9.2 机器人控制理论基础
9.2.1 机器人控制器
9.2.2 机器人控制变量
9.2.3 机器人控制层次
9.2.4 机器人控制技术
9.3 机器人控制综合设计
9.3.1 机器人驱动器空间控制综合设计
9.3.2 机器人关节空间控制综合设计
9.3.3 机器人工作空间控制综合设计
9.4 机器人控制综合实践
9.4.1 机器人驱动器空间控制综合实践
9.4.2 机器人关节空间控制综合实践
9.4.3 机器人工作空间控制综合实践
9.5 本章小结
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第10章 机器人综合实践
10.1 概述
10.1.1 软、硬件系统介绍
10.1.2 软件系统
10.2 SLAM系统性能分析
10.2.1 Tum数据集性能测试分析
10.2.2 建图实验
10.3 目标物识别及