移动复合机器人：机构、规划与控制 / 战略性新兴领域“十四五”高等教育系列教材
定价：￥59.80
作者： 张辉，莫洋，陈彦杰，钟杭
出版时间：2026-05-26
出版社：机械工业出版社
- 机械工业出版社
- 9787111776703
- 1-1
- 2026-05-26
- 388
内容简介
本书主要介绍移动复合机器人的结构设计、导航与定位、运动控制等相关内容，全书共9章：第1章主要介绍移动复合机器人的基本概念、发展历程、应用领域与发展趋势；第2章主要讲解移动复合机器人的数学基础，包括矩阵计算、刚体变换、姿态表述的其他方法；第3章主要介绍移动复合机器人的机构设计，详细说明机械臂和移动平台的设计过程，并给出典型的案例分析；第4章主要介绍移动复合机器人的机械臂建模分析、移动平台建模分析以及典型移动复合机器人建模分析；第5章主要阐述移动复合机器人常用的传感器类型、传感器的标定方法以及基于机器人的目标检测技术；第6章主要介绍移动复合机器人的地图构建方法、定位技术以及导航算法；第7章主要阐述移动复合机器人的运动规划，包括工作空间与位形空间的区别、双空间映射方法、分层任务规划方法；第8章主要从运动学模型、动力学模型和视觉伺服三个角度介绍移动复合机器人的运动控制方法；第9章主要阐述移动复合机器人的开发案例，包括移动复合机器人案例介绍、移动机器人（底盘）和协作机械臂的操作与应用、移动复合机器人的综合应用。从原理剖析到案例解析再到应用实践，读者可以充分了解移动复合机器人的关键技术。
本书可作为普通高校机器人工程、人工智能、自动化、计算机等相关专业的本科生和研究生的专业基础教材，也可作为从事移动复合机器人相关研发工作的工程技术人员的参考资料。
本书配有电子课件、教学大纲和习题解答等教学资源，选用本书作教材的教师可登录www.cmpedu.com注册后下载，或发邮件至jinacmp@163.com索取。
本书可作为普通高校机器人工程、人工智能、自动化、计算机等相关专业的本科生和研究生的专业基础教材，也可作为从事移动复合机器人相关研发工作的工程技术人员的参考资料。
本书配有电子课件、教学大纲和习题解答等教学资源，选用本书作教材的教师可登录www.cmpedu.com注册后下载，或发邮件至jinacmp@163.com索取。
目录
目录
序
前言
第1章绪论
1.1移动复合机器人的基本概念
1.1.1移动复合机器人的定义
1.1.2移动复合机器人的分类
1.1.3移动复合机器人的特点
1.2移动复合机器人的发展历程
1.3移动复合机器人的应用领域与发展趋势
1.3.1移动复合机器人的应用领域
1.3.2移动复合机器人的发展趋势
习题
参考文献
第2章移动复合机器人的数学基础
2.1矩阵计算基础
2.1.1矩阵和运算
2.1.2可逆矩阵和矩阵的范数
2.2刚体变换基础
2.2.1位置和姿态的表示
2.2.2坐标变换
2.2.3齐次坐标
2.2.4刚体变换
2.3机器人姿态表述的其他方法
2.3.1RPY角
2.3.2欧拉角
2.3.3四元数
习题
参考文献
第3章移动复合机器人的机构设计
3.1移动复合机器人系统总体设计
3.1.1移动复合机器人的功能分析
3.1.2移动复合机器人的结构组成
3.1.3移动复合机器人的设计原则
3.2移动复合机器人机械臂设计
3.2.1机械臂的运动学构型
3.2.2基于任务需求的设计与选型
3.2.3工作空间的定量分析
3.3移动复合机器人移动平台设计
3.3.1移动平台的类型与选择
3.3.2轮式移动平台的典型构型对比分析
3.3.3移动平台典型车轮对比分析
3.4典型移动复合机器人案例分析
3.4.1室内移动复合机器人
3.4.2室外移动复合机器人
习题
参考文献
第4章移动复合机器人的建模分析
4.1机械臂建模分析
4.1.1机械臂运动学建模
4.1.2机械臂静力与雅可比矩阵
4.2移动平台建模分析
4.2.1两轮差速驱动移动平台建模
4.2.2三轮全向移动平台建模
4.2.3四轮Car-like移动平台建模
4.2.4移动平台运动模型参数校准
4.3典型移动复合机器人建模分析
4.3.1机械臂建模分析
4.3.2移动平台建模分析
习题
参考文献
第5章移动复合机器人的环境感知
5.1机器人传感器分类
5.1.1内部传感器
5.1.2外部传感器
5.2机器人传感器标定方法
5.2.1视觉传感器标定
5.2.2激光雷达标定
5.3机器人目标检测技术
5.3.1基于视觉的目标检测算法
5.3.2基于激光的目标检测算法
习题
参考文献
第6章移动复合机器人的定位与导航
6.1机器人地图构建
6.1.1环境地图模型
6.1.2激光SLAM算法
6.1.3视觉SLAM算法
6.1.4基于改进激光SLAM的地图构建算法
6.2机器人定位技术
6.2.1基于里程计的相对定位
6.2.2基于地图的绝对定位
6.2.3基于视觉标记辅助的SLAM定位方法
6.3机器人导航算法
6.3.1传统全局路径规划
6.3.2局部动态路径规划
6.3.3基于分层栅格地图的JA*路径规划算法
习题
参考文献
第7章移动复合机器人的运动规划
7.1工作空间与位形空间
7.1.1工作空间简介
7.1.2位形空间
7.2双空间映射方法
7.2.1正向映射
7.2.2逆向映射
7.3分层任务规划方法
7.3.1位形空间层运动规划
7.3.2工作空间层运动规划
7.3.3双空间结合规划方法
习题
参考文献
第8章移动复合机器人的运动控制
8.1移动复合机器人运动控制基础
8.1.1移动复合机器人运动学模型
8.1.2移动复合机器人动力学模型
8.2多层二次规划控制方法
8.3预定性能控制方法
8.4仿真分析与实验验证
8.4.1仿真分析
8.4.2实验验证
习题
参考文献
第9章移动复合机器人开发案例
9.1移动复合机器人案例介绍
9.1.1移动复合机器人的硬件、软件组成
9.1.2移动复合机器人的功能特点及应用场景
9.1.3移动复合机器人系统软部署与基本操作
9.2移动机器人（底盘）和协作机械臂的操作与应用
9.2.1移动机器人（底盘）的操作与应用
9.2.2协作机械臂的操作与应用
9.3移动复合机器人综合应用
9.3.1移动复合机器人充当“接待员”
9.3.2移动复合机器人自主导航并进行物品整理
习题
参考文献
序
前言
第1章绪论
1.1移动复合机器人的基本概念
1.1.1移动复合机器人的定义
1.1.2移动复合机器人的分类
1.1.3移动复合机器人的特点
1.2移动复合机器人的发展历程
1.3移动复合机器人的应用领域与发展趋势
1.3.1移动复合机器人的应用领域
1.3.2移动复合机器人的发展趋势
习题
参考文献
第2章移动复合机器人的数学基础
2.1矩阵计算基础
2.1.1矩阵和运算
2.1.2可逆矩阵和矩阵的范数
2.2刚体变换基础
2.2.1位置和姿态的表示
2.2.2坐标变换
2.2.3齐次坐标
2.2.4刚体变换
2.3机器人姿态表述的其他方法
2.3.1RPY角
2.3.2欧拉角
2.3.3四元数
习题
参考文献
第3章移动复合机器人的机构设计
3.1移动复合机器人系统总体设计
3.1.1移动复合机器人的功能分析
3.1.2移动复合机器人的结构组成
3.1.3移动复合机器人的设计原则
3.2移动复合机器人机械臂设计
3.2.1机械臂的运动学构型
3.2.2基于任务需求的设计与选型
3.2.3工作空间的定量分析
3.3移动复合机器人移动平台设计
3.3.1移动平台的类型与选择
3.3.2轮式移动平台的典型构型对比分析
3.3.3移动平台典型车轮对比分析
3.4典型移动复合机器人案例分析
3.4.1室内移动复合机器人
3.4.2室外移动复合机器人
习题
参考文献
第4章移动复合机器人的建模分析
4.1机械臂建模分析
4.1.1机械臂运动学建模
4.1.2机械臂静力与雅可比矩阵
4.2移动平台建模分析
4.2.1两轮差速驱动移动平台建模
4.2.2三轮全向移动平台建模
4.2.3四轮Car-like移动平台建模
4.2.4移动平台运动模型参数校准
4.3典型移动复合机器人建模分析
4.3.1机械臂建模分析
4.3.2移动平台建模分析
习题
参考文献
第5章移动复合机器人的环境感知
5.1机器人传感器分类
5.1.1内部传感器
5.1.2外部传感器
5.2机器人传感器标定方法
5.2.1视觉传感器标定
5.2.2激光雷达标定
5.3机器人目标检测技术
5.3.1基于视觉的目标检测算法
5.3.2基于激光的目标检测算法
习题
参考文献
第6章移动复合机器人的定位与导航
6.1机器人地图构建
6.1.1环境地图模型
6.1.2激光SLAM算法
6.1.3视觉SLAM算法
6.1.4基于改进激光SLAM的地图构建算法
6.2机器人定位技术
6.2.1基于里程计的相对定位
6.2.2基于地图的绝对定位
6.2.3基于视觉标记辅助的SLAM定位方法
6.3机器人导航算法
6.3.1传统全局路径规划
6.3.2局部动态路径规划
6.3.3基于分层栅格地图的JA*路径规划算法
习题
参考文献
第7章移动复合机器人的运动规划
7.1工作空间与位形空间
7.1.1工作空间简介
7.1.2位形空间
7.2双空间映射方法
7.2.1正向映射
7.2.2逆向映射
7.3分层任务规划方法
7.3.1位形空间层运动规划
7.3.2工作空间层运动规划
7.3.3双空间结合规划方法
习题
参考文献
第8章移动复合机器人的运动控制
8.1移动复合机器人运动控制基础
8.1.1移动复合机器人运动学模型
8.1.2移动复合机器人动力学模型
8.2多层二次规划控制方法
8.3预定性能控制方法
8.4仿真分析与实验验证
8.4.1仿真分析
8.4.2实验验证
习题
参考文献
第9章移动复合机器人开发案例
9.1移动复合机器人案例介绍
9.1.1移动复合机器人的硬件、软件组成
9.1.2移动复合机器人的功能特点及应用场景
9.1.3移动复合机器人系统软部署与基本操作
9.2移动机器人（底盘）和协作机械臂的操作与应用
9.2.1移动机器人（底盘）的操作与应用
9.2.2协作机械臂的操作与应用
9.3移动复合机器人综合应用
9.3.1移动复合机器人充当“接待员”
9.3.2移动复合机器人自主导航并进行物品整理
习题
参考文献
