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《户外未知环境中的自主移动机器人》探讨了户外自主移动机器人系统的很多方面，包括机构设计、运动控制、定位和制图等。首先，从户外移动机器人的运动机构开始讨论，通过移动性和可操纵性介绍和分析了具有柔性梁结构的轮式模块化移动机器人（CFMMR）原型；然后，引入了一个通用的协作运动控制和传感器架构，并定义了架构中每个子系统及其相应的设计要求，包括运动学控制子系统、动力学控制子系统和传感子系统；然后，讨论了如何设计这些子系统以满足机器人控制系统的设计要求，并详尽阐述了具体的算法且在CFMMR上进行了实验验证。

《户外未知环境中的自主移动机器人》针对户外未知环境中的自主移动机器人讨论架构和算法设计，希望激发自主移动机器人、人工智能甚至自动驾驶技术的研发人员去开展 多新的研究。

目录

译者序

作者简介

第1章引言

1.1户外移动机器人

1.2本书概述

第2章运动机构

2.1概述

2.2轮式移动机器人中的柔性设计

2.3具有柔性梁结构的轮式模块化移动机器人（CFMMR）

2.3.1机械结构

2.3.2通用运动学模型

2.3.3简化的运动学模型

2.3.4移动性和可操纵性

2.3.5通用动力学模型

第3章协作运动控制和传感器架构

3.1概述

3.2运动控制和传感策略

3.3运动学控制器

3.4动力学控制器

3.5传感系统

第4章运动学控制

4.1概述

4.2单轮机器人的控制

4.2.1运动学模型

4.2.2路径流形

4.2.3控制律

4.2.4控制器实现与评估

4.3多轴机器人的控制

4.3.1运动学模型

4.3.2控制律

4.3.3转向算法

4.3.4控制器评估

第5章多传感器融合系统

5.1概述

5.2相对位置传感器

5.2.1柔性梁模型

5.2.2安装实现

5.3 层数据融合

5.4第二层数据融合

5.4.1协方差交叉滤波

5.4.2相对测量概率位姿误差校正（RMSPEC）

5.5RPS静态测试

5.5.1实验方法

5.5.2实验结果和讨论

5.6RPS测试及数据融合

5.6.1方法和步骤

5.6.2结果和讨论

第6章鲁棒运动控制

6.1概述

6.2运动学模型和动力学模型

6.2.1模块化动力学模型

6.2.2模块化运动学模型

6.2.3柔性梁模型

6.3单轴非线性阻尼控制器设计

6.3.1单轴模块的结构变换

6.3.2单轴控制器的性质和假设

6.3.3单轴模块的非线性阻尼控制器设计

6.3.4控制器设计中的柔性梁效应

6.4多轴分布式控制器设计

6.5控制器评价

6.5.1方法和步骤

6.5.2结论

6.5.3讨论

第7章闭环控制系统总体评估

7.1概述

7.2实验评估

7.2.1方法及程序

7.2.2实验结果和讨论

第8章基于地形坡度的定位与制图

8.1概述

8.2基于地形坡度的三维定位

8.2.1机器人地形坡度模型提取

8.2.2基于粒子滤波的地形坡度定位

8.3环境制图

8.3.1数据采集和点云分离

8.3.2基于ICP算法的制图

8.4实验结果和讨论

8.4.1方法和过程

8.4.2结果和讨论

第9章大范围环境下云机器人定位架构

9.1概述

9.2云机器人定位架构

9.2.1离线阶段

9.2.2在线阶段

9.3云机器人定位算法

9.3.1云端算法

9.3.2机器人端定位算法

9.4实验和讨论

9.4.1方法和步骤

9.4.2结果和讨论

参考文献

朱晓蕊，于1998年和2000年分别在哈尔滨工业大学取得学士和硕士学位，于2006年在美国犹他大学取得博士学位，专业均为机械工程；2007年至2020年为哈尔滨工业大学（深圳）自动化系教授；现为珠海岭南大数据研究院院长；同时，是包括深圳大疆创新和深圳速腾聚创在内的几家知名高科技公司的首席科学家和联合创始人；主要研究领域包括移动机器人、无人机、自动驾驶和三维建模。

  金福岩（Youngshik Kim），于1996年在韩国仁荷大学取得学士学位，于2003年和2008年分别在美国犹他大学取得硕士和博士学位，专业均为机械工程；现在是韩国国立韩巴大学机械工程系的副教授；主要研究领域包括记忆合金驱动器、仿生机器人、传感器融合以及柔性机器人系统的运动控制、机动性和操纵。

  马克·安德鲁·迈纳（Mark Andrew Minor），于1993年在美国密歇根大学机械工程系取得学士学位，于1996年和2000年分别在美国密歇根州立大学机械工程系取得硕士和博士学位；自2000年任教至今，现在是美国犹他大学机械工程系的终身教授；主要研究领域包括移动机器人系统的设计和控制、自主移动机器人、飞行机器人、康复系统和虚拟现实系统。

  邱纯鑫，于2007年在燕山大学取得学士学位，于2010年和2014年分别在哈尔滨工业大学（深圳）取得硕士和博士学位，专业均为自动化；现在是深圳速腾聚创科技有限公司的首席执行官。

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书籍介绍

《户外未知环境中的自主移动机器人》探讨了户外自主移动机器人系统的很多方面，包括机构设计、运动控制、定位和制图等。首先，从户外移动机器人的运动机构开始讨论，通过移动性和可操纵性介绍和分析了具有柔性梁结构的轮式模块化移动机器人（CFMMR）原型；然后，引入了一个通用的协作运动控制和传感器架构，并定义了架构中每个子系统及其相应的设计要求，包括运动学控制子系统、动力学控制子系统和传感子系统；然后，讨论了如何设计这些子系统以满足机器人控制系统的设计要求，并详尽阐述了具体的算法且在CFMMR上进行了实验验证。 《户外未知环境中的自主移动机器人》针对户外未知环境中的自主移动机器人讨论架构和算法设计，希望激发自主移动机器人、人工智能甚至自动驾驶技术的研发人员去开展更多新的研究。