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第1章 移动机器人的运动模型 1

1.0 引言 1

1.1 前轮转向移动机器人 1

1.2 差动转向移动机器人 4

习题 6

参考文献 6

第2章 移动机器人控制 8

2.0 引言 8

2.1 前轮转向移动机器人的航向控制 8

2.2 前轮转向移动机器人的速度控制 15

2.3 差动转向移动机器人的航向和速度控制 16

2.4 前轮转向移动机器人的参考轨迹和增量控制 18

2.5 基于非线性模型的前轮转向移动机器人航向控制 22

2.6 前轮转向移动机器人航向与速度的计算力矩控制 25

2.7 基于非线性模型的差动移动机器人航向控制 26

2.8 差动移动机器人航向与速度的计算力矩控制 27

2.9 基于局部坐标系的转向控制 28

2.10 前轮转向移动机器人的最优控制 38

2.11 无约束最终航向角前轮转向移动机器人的最佳转向 50

习题 51

参考文献 52

第3章 机器人姿态 53

3.0 引言 53

3.1 偏航、俯仰、滚转的定义 53

3.2 偏航旋转矩阵 54

3.3 俯仰旋转矩阵 55

3.4 滚转旋转矩阵 56

3.5 通用旋转矩阵 58

3.6 齐次变换 59

3.7 向量的旋转 62

习题 63

参考文献 64

第4章 机器人导航 65

4.0 引言 65

4.1 坐标系 65

4.2 地心地固坐标系 65

4.3 相关的坐标系 67

4.4 通用横轴墨卡托坐标系 69

4.5 全球定位系统 71

4.6 使用GPS、数值方法计算接收器位置 73

4.6.1 基于牛顿法的GPS定位 73

4.6.2 基于性能指标最小化的GPS定位 78

4.7 GPS天线阵列 84

4.8 平台式惯导系统 85

4.9 捷联式惯性导航系统 88

4.10 航位推算 93

4.11 测斜仪／罗盘 94

习题 97

参考文献 99

第5章 卡尔曼滤波器的应用 100

5.0 引言 100

5.1 批处理方法估计固定量 100

5.2 固定量的递推估计 101

5.3 动态系统状态估计 104

5.4 非线性系统的扩展卡尔曼滤波状态估计 112

习题 124

参考文献 126

第6章 遥感 128

6.0 引言 128

6.1 相机类传感器 128

6.2 立体视觉 136

6.3 雷达探测：合成孔径雷达（SAR） 138

6.4 探测目标时的距离传感器 142

6.5 探测传感器的扫描模式 145

习题 148

参考文献 149

第7章 目标跟踪 150

7.0 引言 150

7.1 传感器置信区域 150

7.2 目标定位模型 154

7.3 被测目标信息存储 157

习题 160

参考文献 161

第8章 障碍物映射及其在机器人导航中的应用 163

8.0 引言 163

8.1 障碍物检测与地理标定传感器 163

8.2 航位推算导航 165

8.3 利用已检测到的障碍物进行导航 167

8.4 同步修正障碍物与机器人的坐标 170

习题 173

参考文献 173

第9章 机械手控制 175

9.0 引言 175

9.1 正向运动学方程 175

9.2 关节空间路径规范 176

9.3 逆向运动学方程 179

9.4 笛卡儿空间下的路径描述 180

9.5 各方向的速度关系 185

9.6 力和力矩 189

习题 190

参考文献 191

第10章 无人机在遥感技术中的应用 192

10.0 引言 192

10.1 传感器的安装 192

10.2 传感器的分辨率 192

10.3 机载设备的精度 193

10.4 地理信息综合精度 194

习题 195

参考文献 195

附录 大学生机器人项目展示 196

A.0 引言 196

A.1 GEONAVOD机器人 197

A.2 自平衡自行车机器人（ABRB） 197