嵌入式机器人学：基于嵌入式系统的移动机器人设计与应用（第3版）/国家级精品课程配套教材 [Embedded Robotics Mobile Robot Design and Application w 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　本书将移动机器人与嵌入式系统独特地结合在一起，其层次涵盖了从入门至中级水平。
　　本书分为三大部分：嵌入式系统（软硬件设计、执行器、传感器、PID控制、多任务处理、无线通信），移动机器人设计（行驶、平衡、步行及飞行机器人）和移动机器人应用（地图构建、机器人足球、遗传算法、神经网络、基于行为的系统以及仿真）。
　　本书可作为计算机科学、计算机工程、信息技术、机电一体化等课程的教材，也可作为机器人爱好者及研究人员的参考用书。

内页插图

目录

致中国读者
译者序
前言

第I部分：嵌入式系统
第1章 机器人与控制器
1．1 移动机器人
1．2 嵌入式控制器
1．3 接口
1．4 操作系统
1．5 参考文献
第2章 中央处理器
2．1 逻辑门
2．2 功能单元
2．3 寄存器和存储器
2．4 Retro
2．5 算术逻辑单元
2．6 控制单元
2．7 中央处理单元
2．8 参考文献
第3章 传感器
3．1 传感器分类
3．2 二值传感器
3．3 模拟与数字信号传感器
3．4 轴编码器
3．5 A/D转换器
3．6 位置敏感传感器
3．7 电子罗盘
3．8 陀螺仪、加速度传感器、倾角传感器
3．9 数字摄像机
3．10 参考文献
第4章 执行器
4．1 直流电机
4．2 H桥“
4．3 脉宽调制”
4．4 步进电机“
4．5 伺服器”
4．6 参考文献“
第5章 控制
5．1 开关控制”
5．2 PID控制“
5．3 转速控制和位置控制
5．4 多电机直线行驶
5．5 Vw接口
5．6 参考文献
第6章 多任务处理
6．1 协作式多任务处理
6．2 抢占式多任务处理
6．3 同步
6．4 调度
6．5 中断和定时器激活的任务
6．6 参考文献
第7章 无线通信
7．1 通信模型
7．2 消息
7．3 容错自配置
7．4 用户接口和远程控制
7．5 应用程序范例
7．6 参考文献

第Ⅱ部分：移动机器人设计
第8章 行驶机器人
8．1 单轮驱动
8．2 差速驱动
8．3 履带机器人
8．4 同步传动
8．5 阿克曼转向
8．6 行驶运动学
8．7 参考文献
第9章 全向机器人
9．1 Mecanum轮
9．2 全向行驶
9．3 运动学
9．4 全向机器人设计
9．5 行驶程序
9．6 参考文献
第10章 平衡机器人
10．1 仿真
10．2 倒立摆机器人
10．3 二级倒立摆
10．4 参考文献
第11章 步行机器人
11．1 六足机器人的设计
11．2 双足机器人设计
11．3 行走机器人的传感器
11．4 静态平衡
11．5 动态平衡
11．6 参考文献
第12章 自动驾驶飞机
12．1 应用
12．2 控制系统和传感器
12．3 飞行程序
12．4 参考文献
第13章 自主水上和水下机器人
13．1 应用
13．2 动力学模型
13．3 AUV设计实例Mako
13．4 AUV设计实例USAL
13．5 参考文献
第14章 机器人手臂
14．1 齐次坐标
14．2 运动学
14．3 仿真和编程
14．4 参考文献
第15章 仿真系统
15．1 移动机器人仿真
15．2 EyeSim仿真系统
15．3 多机器人仿真
15．4 EyeSim应用
15．5 EyeSim环境和参数文件
15．6 SubSim仿真系统
15．7 执行器和传感器模型
15．8 SubSim应用
15．9 SubSim环境和参数文件
……

第Ⅲ部分：移动机器人应用
附录
索引

前言/序言

　　EyeBot控制器及移动机器人的发展已逾十年之久，本书将采用EyeBot控制器（EyeCon）和EyeBot系列移动机器人作为应用实例，对嵌入式系统和自主移动机器人进行深入地介绍。
　　本书整合了一些教学和科研的材料，可用于嵌入式系统、机器入学和自动化的课程。我们发现实验是此领域教与学所必不可少的环节，因而鼓励大家能够重新编写和理解本书提供的程序和系统。
　　尽管在本书中一些地方，仿真了很多应用且对此研究得也比较深入，但我们仍认为学生无论是在嵌入式系统还是在机器人领域都应去接触实际的硬件。这将加深对问题的理解，当然也会充满乐趣，尤其是使用小型移动机器人做实验的时候。
　　EyeBot项目最初的目标是将一个嵌入式系统接入数字摄像机（EyeCam），在本地实时地处理摄像机的图像以用于机器人导航，并在一个图像LCD上显示结果。所有的这些早在数字摄像机进入市场之前便开始了——事实上EyeBot控制器是最早的“嵌入式视觉系统”之一。
　　由于图像处理总是需要很大的处理量，仅仅是简单的8位微控制器将满足不了本项目的需求。最初的硬件设计采用了32位处理器，要求其性能能够跟上图像传感器传送的数据，并能在板载嵌入式系统上进行～些中等程度的图像处理工作。当前，我们的设计紧随技术发展，使用了高速嵌入式控制器与FPGA相结合的方案。FPGA作为硬件加速器进行底层图像处理操作，在软件应用层（应用程序接口），则尽可能地兼容原始系统。
　　EyeBot系列涵盖有多种采用不同行驶形式的移动机器人，有履带小车、全向小车、平衡机器人、六腿步行机器人、双腿类人机器人、自主飞行机器人、自主水下机器人。它还包括用于行驶机器人的仿真系统（EyeSim）及水下机器人的仿真系统（SubSim）。有多个其它的项目采用了EyeBot控制器，这其中既有移动机器人也有非机器人的项目。嵌入式系统是电子工程、计算机工程和机电一体化专业中的一门课程，我们在此课程中使用单独的EyeBot控制器进行实验，不仅是我们，还有许多其它的大学使用EyeBot控制器并结合相应的仿真系统来操控我们发明的移动机器人。
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