移动作业机器人感知、规划与控制

　　本书系统深入地介绍移动作业机器人系统的视觉感知与智能控制理论方法、算法及应用。全书共分十章，内容包括自主移动机器人的摄像机标定、分辨率自适应的目标检测、基于多模态和多任务学习的目标识别；自主移动机器人的神经动力学运动规划、采样运动规划；移动作业机械臂的神经网络滑模控制、模糊CMAC鲁棒控 制、自适应鲁棒控制等；以及在面向智能制造的移动作业机器人和物流无人车、面向服务的移动机械手、面向特种作业的冷凝器清洗机器人等实际系统和生产中的应用。

　　王耀南，教授、博士生导师、湖南大学电气与信息工程学院院长。国家“十二五”863智能机器人主题专家，机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室主任。德国Bremen大学客座教授，国家“百千万人才工程”入选者，德国洪堡优秀学者，国家973项目和国家自然科学基金委员会评审委员、中国自动化学会常务理事，中国电子学会理事、中国人工智能学会理事、中国电工技术学会理事、湖南省自动化学会理事长。

第1章 绪论 (正在撰写，2万字) 第 2 章摄像机自标定(4.5万字) 2.1 引言 2.2 空间几何变换与摄像机透视投影模型 2.2.1 空间几何变换 2.2.2 相机透视投影模型 2.2.3 无穷远平面 2.3 摄像机自标定主要方法 2.3.1 利用对偶二次曲面的自标定方法 2.3.2 利用Kruppa 方程的自标定方法 2.3.3 分层求解的自标定方法 2.4 等角度圆周运动下的摄像机自标定 2.4.1 帧间等角度圆周运动约束下的无穷远平面成像 2.4.2 连续帧优化求解无穷远平面坐标2.4.3 仿真实验结果与分析 2.5 利用环境中直线进行摄像机在线自标定方法 2.5.1 利用消影点进行摄像机标定的基本原理 2.5.2 曼哈顿场景下的消影点估计 2.5.3 准曼哈顿场景下的直线拟合 2.5.4 长度加权的消影点估计 2.6 实验结果及分析 2.7 本章小结 参考文献 第 3 章分辨率自适应的目标检测(2.1万字) 3.1 引言 3.2 基于高分辨率和低分辨率特征融合的目标检测方法 3.3 主要数学表示 3.4 数学模型 3.4.1 散度项 3.4.2 判别项 3.4.3 整体模型 3.5模型优化求解方法 3.5.1 小化判别项 3.5.2 小化散度项 3.5.2 整体优化 3.6 算法收敛性分析与复杂度分析 3.7 实验结果与分析 3.8 本章小结 参考文献 第 4 章基于多模态和多任务学习的目标识别(4万字) 4.1 引言 4.2 多核嵌入的测度学习 4.2.1 测度学习基本原理 4.2.2 加权映射连接的多核嵌入测度学习模型 4.2.2 模型优化求解方法 4.2.3 实验结果与算法分析 4.3 树结构嵌入的多任务-多模态学习 4.3.1 结构化稀疏引导范数基本知识及其在机器学习中的应用4.3.2 树结构嵌入的多任务-多模态学习模型 4.3.3 模型优化求解 4.3.4 实验结果与算法分析 4.4 本章小结 参考文献 第 5 章自主移动机器人的神经动力学运动规划(2.1万字) 5.1 引言 5.2 神经动力学的基本概念 5.2.1 神经动力学的基本原理 5.2.2 神经动力学的特点 5.2.3 神经动力学在极限情况下的问题 5.3 问题描述 5.4 基于神经动力学的运动规划方法设计 5.4.1 改进型神经动力学运动规划 5.4.2 性能分析 5.4.3 仿真实验 5.5 本章小结 参考文献第6 章自主移动机器人的采样运动规划(2.9万字) 6.1 引言 6.2 采样运动规划的基本概念 6.2.1 采样运动规划的基本原理 6.2.2 采样运动规划的特点 6.3 局部环境增量采样运动规划设计 6.3.1 问题描述 6.3.2 主要方法 6.3.3 性能分析 6.4 仿真与实验分析 6.4.1 仿真对比及分析 6.4.2 极限情况下仿真验证 6.4.3 实验验证 6.5 本章小结 参考文献 第7章 移动机械臂的神经网络滑模控制(2.2万字) 7.1 引言 7.2 滑模变结构的基本概念 7.2.1变结构控制的基本原理 7.2.2 变结构控制的特点 7.2.3 变结构控制的抖振问题 7.3 滑模跟踪控制器设计 7.3.1 问题描述 7.3.2 滑模控制器设计 7.3.3 仿真实验 7.4 基于神经网络的滑模跟踪控制器设计 7.4.1 神经网络 7.4.2 控制器和神经网络学习算法设计 7.4.3 仿真实验 7.5 本章小结 第8章 移动机械臂的模糊CMAC建模与鲁棒H￥控制(1.8万字) 8.1 引言 8.2 模糊CMAC神经网络 8.2.1 CMAC神经网络 8.2.2 FCMAC神经网络的原理和结构8.3 问题描述 8.4 基于模糊CMAC神经网络的鲁棒H￥控制器设计 8.4.1 模糊CMAC神经网络建模 8.4.2 鲁棒H￥控制与稳定性分析 8.5 实验研究 8.5.1 实验1 8.5.2 实验2 8.5.3 实验3 8.6 本章小结 第9章 移动机械臂的鲁棒自适应控制(2.4万字) 9.1 引言 9.2 移动平台子系统的鲁棒自适应控制 9.2.1 运动学控制器设计 9.2.2 基于动力学系统的Lyapunov函数设计 9.3 机械臂子系统的鲁棒自适应控制 9.4 移动机械臂的鲁棒自适应控制 9.4.1移动机械臂的Lyapunov函数设计 9.4.2 部分参数已知情况下鲁棒自适应控制器 9.4.3 全部参数均未知情况下鲁棒自适应控制器 9.5 仿真实验 9.5.1 实验1 9.5.2 实验2 9.6 本章小结 第10章 应用实例(正在撰写，2.6万字) 附录A 移动机械臂的数学模型(1.4万字) A.1 非完整约束与非完整系统 A.2 非完整移动机器人 A.2.1 运动学模型 A.2.2 动力学模型 A.3 多关节机械臂 A.4 非完整移动机械臂的数学模型 A.4.1 整体控制模型 A.4.2 分散控制模型A.5 相关数学基础 A.6 本章小结