机器人综合设计与实践

“机器人综合设计与实践”是高等院校机器人工程专业最核心的实践环节必修课程。本书紧扣读者需求，采用实例分析的形式，深入浅出地讲述了机器人系统设计的内容、步骤和关键技术。本书共分为6 章，内容全面覆盖了机器人设计与制作的核心领域，包括绪论、机器人机械结构设计与实践、机器人控制系统设计与实践、机器人视觉系统设计与实践、机器人操作系统设计与实践、机器人导航系统设计与实践。本书内容基于CDIO（构思-设计-实现-运作）的理念进行设计，通过一个具体而富有挑战性的工程案例，引导读者在真实的工程环境中亲身体会从构思到运作的完整过程。 为便于教学，本书配有免费的电子课件、工程案例源代码、实验报告模板等资源。本书既可作为高等院校机器人工程、电子工程相关专业本科生、研究生的教材，又可作为相关专业工程技术人员的参考用书。

高等院校教师

目录 前言 第1章绪论 1.1机器人与机器人技术 1.1.1机器人的定义与分类 1.1.2机器人技术的发展历程 1.2机器人的组成 1.2.1机械结构 1.2.2传感器系统 1.2.3控制系统 1.2.4动力系统 1.2.5人机交互界面 1.3机器人系统设计内容与步骤 1.3.1设计需求分析 1.3.2概念设计 1.3.3详细设计 1.3.4制造与装配 1.3.5测试与评估 1.3.6改进与优化 1.4机器人系统设计的关键技术 1.4.1感知技术 1.4.2控制技术 1.4.3人工智能与机器学习 1.4.4人机交互技术 第2章机器人机械结构设计与实践 2.1机器人机械结构设计的一般流程 2.1.1机器人机械结构设计的内容 2.1.2机器人机械结构设计的步骤 2.2机器人机械结构设计实例分析 2.2.1需求分析 2.2.2方案设计 2.3机器人机械结构设计综合实践 2.3.1实验一：SOLIDWORKS绘零件图 2.3.2实验二：SOLIDWORKS绘装配图 第3章机器人控制系统设计与实践 3.1机器人控制系统设计入门 3.1.1C语言复习 3.1.2编程思想 3.1.3固件库入门 3.1.4软件工具 3.2机器人控制系统设计实例分析 3.2.1硬件设计 3.2.2软件设计 3.3机器人控制系统设计综合实践 3.3.1实验一：电动机驱动 3.3.2实验二：电动机控制 3.3.3实验三：底盘控制 第4章机器人视觉系统设计与实践 4.1图像处理知识 4.1.1图像的基础知识 4.1.2灰度化 4.1.3图像滤波 4.1.4二值图像 4.1.5腐蚀和膨胀 4.1.6边缘检测 4.2机器人视觉系统设计实例分析 4.2.1机器人视觉系统的整体设计 4.2.2视觉系统的硬件设计 4.2.3目标检测算法设计 4.3机器人视觉系统设计综合实践 4.3.1国产版Jetson Nano烧录系统 4.3.2Nano系统的环境搭建 4.3.3样本采集与标注 4.3.4YOLOv5实现训练自己的数据集 4.3.5模型优化与部署 第5章机器人操作系统设计与实践 5.1机器人操作系统 5.2机器人操作系统的设计 5.2.1控制策略设计 5.2.2ROS环境搭建 5.2.3系统移植 5.3机器人操作系统设计综合实践 5.3.1实验一：ROS基本命令使用 5.3.2实验二：基于topic的通信实验 5.3.3实验三：基于service的通信实验 5.3.4实验四：基于action的通信实验 5.3.5实验五：ROS节点参数实验 5.3.6实验六：WiFi通信模块实验 5.3.7实验七：雷达节点模块实验 第6章机器人导航系统设计与实践 6.1机器人导航系统 6.1.1SLAM 6.1.2机器人导航 6.2机器人导航系统设计思路 6.3机器人导航系统设计综合实践 6.3.1实验一：激光雷达仿真实验 6.3.2实验二：地图建模仿真实验 6.3.3实验三：路径规划仿真实验 6.3.4实验四：SLAM与自主导航 参考文献