前言

章机器人学概述

1.1什么是机器人

1.1.1术语机器人的来历

1.1.2现代机器人定义

1.2机器人从哪儿来

1.3机器人上都有什么

1.3.1肢体

1.3.2传感器

1.3.3执行器

1.3.4控制器

1.4如何制作机器人

1.4.1反应式控制

1.4.2分级(协商)控制

1.4.3混合控制

前言

章机器人学概述

1.1什么是机器人

1.1.1术语机器人的来历

1.1.2现代机器人定义

1.2机器人从哪儿来

1.3机器人上都有什么

1.3.1肢体

1.3.2传感器

1.3.3执行器

1.3.4控制器

1.4如何制作机器人

1.4.1反应式控制

1.4.2分级(协商)控制

1.4.3混合控制

1.5本章小结

第2章服务机器人的机械设计

2.1服务机器人的设计需求

2.2机器人的传动装置

2.2.1选择电机和轮子

2.2.2设计小结

2.2.3机器人底盘设计

2.3安装LibreCAD、Blender和Mes

2.3.1安装Lib

2.3.2安装Bl

2.3.3安装Me

2.4用LibreCAD生成机器人的二维CAD图

2.4.1底座设计

2.4.2底座连接杆设计

2.4.3轮子、电机和电机夹具设计

2.4.4脚轮设计

2.4.5中间层设计

2.4.6顶层设计

2.5用Blender制作机器人的三维模型

2.5.1Blender中的Python脚本语言

2.5.2Blender中的Python API介绍

2.5.3机器人建模中的Python脚本

2.6习题

2.7本章小结

第3章用ROS和Gazebo进行机器人仿真

3.1什么是机器人仿真

3.1.1机器人数学建模

3.1.2ROS和Gazebo简介

3.1.3在Ubuntu 14.04.2下安装ROS I

3.1.4在酒店环境下进行ChefBot和TurtleBot仿真

3.2习题

3.3本章小结

第4章设计ChefBot的硬件部分

4.1ChefBot硬件的规格标准

4.2机器人的硬件架构框图

4.2.1电机和编码器

4.2.2电机驱动器

4.2.3嵌入式控制板

4.2.4超声传感器

4.2.5惯性测量单元

4.2.6K

4.2.7中央处理单元

4.2.8扬声器/麦克风

4.2.9电源/电池

4.3ChefBot硬件的工作原理

4.4习题

4.5本章小结

第5章机器人执行机构与车轮编码器

5.1直流减速电机接入Tiva C开发板

5.1.1差速传动轮式机器人

5.1.2安装Energia集成开发环境

5.1.3电机接口代码

5.2正交编码器接入Tiva C开发板

5.2.1编码器数据的处理

5.2.2正交编码器接口代码

5.3Dynamixel执行机构

5.4习题

5.5本章小结

第6章机器人传感器

6.1超声测距传感器

6.2红外接近传感器

6.3惯性测量单元

6.3.1惯性导航

6.3.2MPU 6050接入Tiva C开发板

6.3.3在Energia中编写接口代码

6.4利用Energia将支持DMP的MPU 6050接入开发板

6.5习题

6.6本章小结

第7章视觉传感器在Python和ROS中的编程方法

7.1机器人视觉传感器清单和图像处理库

7.2OpenCV、OpenNI和PCL简介

7.2.1什么是Op

7.2.2什么是Op

7.2.3什么?

7.3使用ROS、OpenCV和OpenNI进行Kinect的Python编程

7.3.1启动OpenNI驱动的方法

7.3.2OpenCV的ROS接口

7.4使用Kinect、ROS、OpenNI和PCL处理点云

7.5将点云转换为激光雷达数据

7.6使用ROS和Kinect实现SLAM算法

7.7习题

7.8本章小结

第8章使用Python和ROS实现语音识别及合成

8.1语音识别技术

8.1.1语音识别系统框图

8.1.2语音识别库

8.1.3Windows语音识别开发平台

8.1.4语音合成

8.1.5语音合成库

8.2在Ubuntu 14.04.2中使用Python实现语音识别及合成

8.2.1在Ubuntu 14.04.2中安装Pocket Sphinx及其Python绑定

8.2.2在Ubuntu 14.04.2中使用Pocket Sphinx的Python绑定

8.2.3输出结果

8.3在Ubuntu 14.04.2中使用Pocket Sphinx、GStreamer及Python实现实时语音识别

8.4在Ubuntu 14.04.2中使用Julius及Python实现语音识别

8.4.1Julius语音识别器和Python模块的安装

8.4.2Python-Julius客户端代码

8.4.3在Pocket Sphinx、Julius中提高语音识别的准确度

8.4.4在Ubuntu 14.04.2中安装eSpeak和Fest

8.5在Windows中使用Python实现语音识别及合成

8.6在ROS Indigo中使用Python实现语音识别

8.7在ROS Indigo中使用Python实现语音合成

8.8习题

8.9本章小结

第9章使用Python在ChefBot中应用人工智能

9.1ChefBot中的交互系统框图

9.2AIML介绍

9.3PyAIML介绍

9.3.1在Ubuntu 14.04.2上安装Py

9.3.2从源码中安装Py

9.4使用AIML和Python进行开发

9.5使用A.L.I.C.E AIML文件进行开发

9.5.1将AIML文件载入内存

9.5.2载入AIML文件并将其存为brain文件

9.5.3使用Bootsrtap方法载入AIML文件和brain文件

9.6将PyAIML集成到ROS中

9.6.1aiml_serve

9.6.2aiml_clien

9.6.3aiml_tts_clien

9.6.4aiml_speech_recog_clien

9.6.5start_chat.la

9.6.6start_tts_chat.la

9.6.7start_speech_chat.la

9.7习题

9.8本章小结

0章对ChefBot硬件进行集成并使用Python与ROS对接

10.1构建ChefBot硬件

10.2ChefBot PC配置及ChefBot ROS开发包设置

10.3将ChefBot传感器接入Tiva C开发板

10.4为ChefBot编写一个ROS Python驱动

10.5理解ChefBot ROS启动文件

10.6使用ChefBot Python节点和启动文件

10.6.1在ROS中使用SLAM构建房间地图

10.6.2使用ROS实现定位和导航

10.7习题

10.8本章小结

1章使用Qt和Python设计机器人的图形用户界面

11.1在Ubuntu 14.04.2 LTS中安装

11.2在Qt中使用Python绑定进行开发

11.2.1

11.2.2Py

11.3使用PyQt和PySide进行开发

11.3.1Qt设计器的介绍

11.3.2Qt的信号与槽机制

11.3.3将UI文件转化为Python代码

11.3.4为PyQt代码添加槽定义

11.3.5运行Hello World GUI应用

11.4使用ChefBot的控制GUI进行开发

11.5习题

11.6本章小结

2章ChefBot的标定和测试

12.1使用ROS标定Xbox Ki

12.1.1标定Kinect的RGB相机

12.1.2标定Kinect IR相机

12.2轮式里程计的标定

12.2.1里程计误差分析

12.2.2误差校正

12.3标定MPU

12.4使用GUI测试机器人

12.5习题

12.6本章小结