特種機(jī)器人技術(shù)

第1章　緒論/ 1
　1.1　機(jī)器人的定義與分類/ 2
　　　1.1.1　機(jī)器人的定義/ 2
　　　1.1.2　機(jī)器人的分類/ 3
　1.2　機(jī)器人的發(fā)展歷程及趨勢(shì)/ 5
　　　1.2.1　機(jī)器人的發(fā)展歷程/ 5
　　　1.2.2　機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)/ 7
　1.3　特種機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀和核心技術(shù)/ 10
　　　1.3.1　全球特種機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀/ 10
　　　1.3.2　我國(guó)特種機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀/ 12
　　　1.3.3　特種機(jī)器人核心技術(shù)/ 13
　1.4　特種機(jī)器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域/ 14

第2章　特種機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)構(gòu)/ 32
　2.1　機(jī)器人的基本組成/ 33
　2.2　常用驅(qū)動(dòng)器/ 34
　　　2.2.1　液壓驅(qū)動(dòng)/ 35
　　　2.2.2　氣壓驅(qū)動(dòng)/ 37
　　　2.2.3　電氣驅(qū)動(dòng)/ 38
　　　2.2.4　新型驅(qū)動(dòng)/ 39
　2.3　常見(jiàn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)/ 40
　　　2.3.1　直線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)/ 40
　　　2.3.2　旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)/ 43
　　　2.3.3　減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)/ 46
　2.4　機(jī)械臂/ 49
　2.5　機(jī)械手/ 52
　2.6　常見(jiàn)移動(dòng)機(jī)構(gòu)/ 54
　　　2.6.1　車輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)/ 54
　　　2.6.2　履帶式移動(dòng)機(jī)構(gòu)/ 59
　　　2.6.3　腿足式移動(dòng)機(jī)構(gòu)/ 61
　　　2.6.4　其他形式的移動(dòng)機(jī)構(gòu)/ 62

第3章　特種機(jī)器人的傳感技術(shù)/ 63
　3.1　概述/ 64
　　　3.1.1　特種機(jī)器人對(duì)傳感器的要求/ 64
　　　3.1.2　常用傳感器的特性/ 65
　　　3.1.3　機(jī)器人傳感器的分類/ 67
　3.2　力覺(jué)傳感器/ 69
　3.3　觸覺(jué)傳感器/ 71
　3.4　視覺(jué)傳感器/ 75
　3.5　聽(tīng)覺(jué)傳感器/ 80
　3.6　嗅覺(jué)傳感器/ 84
　3.7　接近度傳感器/ 86
　3.8　智能傳感器/ 94
　　　3.8.1　智能傳感器概述/ 94
　　　3.8.2　智能傳感器的功能與特點(diǎn)/ 101
　　　3.8.3　智能傳感器在機(jī)器人中的應(yīng)用/ 103
　3.9　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)/ 104
　　　3.9.1　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)/ 105
　　　3.9.2　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)/ 107
　　　3.9.3　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)/ 109
　　　3.9.4　硬件與軟件平臺(tái)/ 111
　　　3.9.5　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與Internet 的互聯(lián)/ 112

第4章　基于視覺(jué)的移動(dòng)機(jī)器人定位技術(shù)/ 114
　4.1　移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)/ 115
　　　4.1.1　機(jī)器人視覺(jué)的基本概念/ 115
　　　4.1.2　移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域/ 116
　　　4.1.3　移動(dòng)機(jī)器人單目視覺(jué)系統(tǒng)/ 117
　　　4.1.4　移動(dòng)機(jī)器人雙目視覺(jué)概述/ 121
　4.2　攝像機(jī)標(biāo)定方法/ 122
　　　4.2.1　離線標(biāo)定方法/ 123
　　　4.2.2　改進(jìn)的節(jié)點(diǎn)提取算法/ 128
　　　4.2.3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果/ 132
　4.3　路標(biāo)的設(shè)計(jì)與識(shí)別/ 135
　　　4.3.1　邊框的設(shè)計(jì)與識(shí)別/ 135
　　　4.3.2　圖案的設(shè)計(jì)與識(shí)別/ 139
　4.4　基于路標(biāo)的定位系統(tǒng)/ 142
　　　4.4.1　單路標(biāo)定位系統(tǒng)/ 142
　　　4.4.2　多路標(biāo)定位系統(tǒng)/ 143
　　　4.4.3　誤差分析/ 144
　　　4.4.4　實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證/ 146
　4.5　移動(dòng)機(jī)器人定位分析/ 147
　　　4.5.1　Monte Carlo定位算法/ 147
　　　4.5.2　機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)環(huán)境/ 148
　　　4.5.3　定位誤差實(shí)驗(yàn)/ 150

第5章　基于算法融合的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃/ 153
　5.1　常用的路徑規(guī)劃方法/ 154
　5.2　基于人工勢(shì)場(chǎng)和A*算法融合的機(jī)器人路徑規(guī)劃/ 157
　　　5.2.1　人工勢(shì)場(chǎng)法/ 157
　　　5.2.2　A*算法/ 158
　　　5.2.3　人工勢(shì)場(chǎng)和A*算法融合/ 159
　　　5.2.4　仿真研究/ 162
　5.3　基于人工勢(shì)場(chǎng)和蟻群算法的機(jī)器人路徑規(guī)劃/ 165
　　　5.3.1　蟻群算法/ 166
　　　5.3.2　改進(jìn)的人工勢(shì)場(chǎng)法/ 167
　　　5.3.3　基于勢(shì)場(chǎng)力引導(dǎo)的蟻群算法/ 168
　　　5.3.4　仿真研究/ 169

第6章　廢墟搜救機(jī)器人/ 171
　6.1　廢墟搜救機(jī)器人概述/ 172
　　　6.1.1　廢墟搜救機(jī)器人研究意義/ 172
　　　6.1.2　廢墟搜救機(jī)器人研究趨勢(shì)/ 173
　6.2　廢墟搜救機(jī)器人硬件系統(tǒng)/ 174
　　　6.2.1　廢墟搜救機(jī)器人硬件構(gòu)成/ 174
　　　6.2.2　可變形搜救機(jī)器人硬件系統(tǒng)/ 174
　　　6.2.3　可變形搜救機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型/ 179
　6.3　廢墟搜救機(jī)器人控制系統(tǒng)/ 181
　　　6.3.1　廢墟搜救機(jī)器人控制系統(tǒng)的要求/ 181
　　　6.3.2　層次化分布式模塊化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)/ 182
　6.4　廢墟搜救機(jī)器人控制站系統(tǒng)/ 183
　　　6.4.1　廢墟搜救機(jī)器人控制站系統(tǒng)特點(diǎn)/ 183
　　　6.4.2　廢墟搜救機(jī)器人控制站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)/ 185
　　　6.4.3　廢墟搜救機(jī)器人控制站工作模式/ 190
　6.5　顛簸環(huán)境下廢墟搜救機(jī)器人自主運(yùn)動(dòng)/ 193
　　　6.5.1　顛簸環(huán)境對(duì)廢墟搜救機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)影響/ 193
　　　6.5.2　顛簸環(huán)境下廢墟搜救機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型/ 194
　　　6.5.3　顛簸環(huán)境下模糊控制器分析與設(shè)計(jì)/ 199
　　　6.5.4　仿真研究/ 200

第7章　文本問(wèn)答機(jī)器人/ 206
　7.1　文本問(wèn)答機(jī)器人概述/ 207
　　　7.1.1　文本問(wèn)答機(jī)器人的概念與特點(diǎn)/ 207
　　　7.1.2　文本問(wèn)答機(jī)器人的發(fā)展歷程/ 207
　　　7.1.3　文本問(wèn)答機(jī)器人的分類/ 208
　　　7.1.4　文本問(wèn)答機(jī)器人的評(píng)價(jià)指標(biāo)/ 212
　7.2　文本問(wèn)答機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)/ 212
　　　7.2.1　文本問(wèn)答機(jī)器人基本原理/ 212
　　　7.2.2　文本問(wèn)答機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)/ 214
　　　7.2.3　文本問(wèn)答機(jī)器人問(wèn)題分析/ 215
　　　7.2.4　文本問(wèn)答機(jī)器人信息檢索/ 216
　　　7.2.5　文本問(wèn)答機(jī)器人答案抽取/ 217
　7.3　文本問(wèn)答機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)/ 217
　　　7.3.1　中文分詞技術(shù)/ 217
　　　7.3.2　詞性標(biāo)注技術(shù)/ 220
　　　7.3.3　去停用詞技術(shù)/ 221
　　　7.3.4　特征提取技術(shù)/ 221
　　　7.3.5　問(wèn)題分類技術(shù)/ 222
　　　7.3.6　答案提取技術(shù)/ 222
　7.4　基于互聯(lián)網(wǎng)的文本問(wèn)答機(jī)器人的典型應(yīng)用/ 223
　　　7.4.1　基于FAQ的受限域文本問(wèn)答機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)/ 223
　　　7.4.2　基于FAQ的受限域文本問(wèn)答機(jī)器人系統(tǒng)功能/ 224
　　　7.4.3　基于FAQ的受限域文本問(wèn)答機(jī)器人系統(tǒng)特點(diǎn)/ 226
　　　7.4.4　基于FAQ的受限域文本問(wèn)答機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域/ 227

參考文獻(xiàn)/ 228