自主移動機器人控制技術：從電機控制到 SLAM 技術

本書主要介紹移動機器人的分類、直流電機及其控制、控制理論概述、移動機器人控制技術、SLAM技術、用SLAM技術構建自主移動機器人控制系統等。內容由淺入深，既介紹了不同控制方法的優缺點，又針對不同的控制方法提出有待研究的課題。

目錄
第1章 緒論 1
1.1 本書編寫目的 3
1.2 本書的結構 4
第2章 移動機器人的分類 5
2.1 按照引導方式進行分類 7
2.1.1 引導方式 9
2.1.2 地上支援型引導方式 12
2.1.3 自主移動型無引導方式 16
2.2 按照驅動方式的不同進行分類 19
2.2.1 坐標系的定義 20
2.2.2 兩輪差速驅動方式 26
2.2.3 前輪操舵、前輪驅動方式 32
2.2.4 前輪操舵、帶有差動結構的後輪驅動方式 36
2.2.54 輪獨立操舵、2輪獨立驅動方式 38
2.2.6 麥克納姆輪驅動方式 40
2.3 按照用途進行的分類與移動機器人的實例 43
第3章 直流電機及其控制技術 49
3.1 直流電機的工作原理與結構 51
3.2 直流電機的基本特性 51
3.3 電流控制 54
3.4 速度控制 58
第4章 控制理論概述 63
4.1 狀態反饋控制 65
4.2 補償極限型控制 70
4.3 多重反饋控制 74
第5章 移動機器人控制技術基礎知識 77
5.1 目標路徑與移動機器人控制的評價指標 79
5.2 目標路徑與目標點 83
5.3 對目標點的定位控制 88
5.3.1 基於線性理論的定位控制與課題 88
5.3.2 實現最短時間控制與高速響應控制的範圍 99
5.3.3 蠕變速度定位控制 103
5.4 對應於直線目標路徑的路徑跟蹤控制 110
5.4.1 利用磁傳感器的檢測值進行控制 111
5.4.2 利用移動機器人與目標路徑的距離和角度進行控制 119
5.4.3 利用移動機器人與目標路徑的距離、角度和角速度進行控制 124
第6章 SLAM技術概述 127
6.1 SLAM技術的原理 129
6.2 內置傳感器與外置傳感器 134
6.3 掃描匹配 138
6.4 SLAM技術的運用方法 141
6.5 單純依靠激光掃描儀實現地圖生成和同步定位的方法 141
6.5.1 系統結構 142
6.5.2 高速運算方法 143
6.5.3 地圖生成功能 145
6.5.4 同步定位 147
6.5.5 激光測位系統的技術指標與特徵 149
第7章 用SLAM技術構建自主移動機器人控制系統 151
7.1 使用AGV組件的自主移動機器人系統 153
7.1.1 AGV組件的結構 153
7.1.2 採用AGV組件的系統結構 159
7.1.3 沿直線路徑往返 160
7.1.4 沿環狀路徑前進的方法 168
7.1.5 沿有分支的路徑前進和後退 175
7.2 緊盯著移動軌跡的自主移動機器人系統 182
7.2.1 系統構建的方法 183
7.2.2 使用曲率的路徑跟蹤控制方式 184
7.2.3 系統結構 190
7.2.4 移動控制特性 196
參考文獻 207
跋 209