本書圍繞機器人感知智能，介紹了兩個部分的內容。其一是機器人的四大感知系統(tǒng)，即觸覺感知、視覺感知、接近覺感知和聽覺感知，在每個感知系統(tǒng)中，不僅詳細介紹了其實現(xiàn)原理及常見的重要傳感器件，還介紹了每個感知系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀、應用實例及發(fā)展趨勢；其二是機器人感知系統(tǒng)智能化的實現(xiàn)，涵蓋多感知系統(tǒng)信息融合等多種控制技術。本書為讀者清晰闡述了機器人感知系統(tǒng)的工作過程及原理實現(xiàn)。
本書不僅可作為機器人工程、機電一體化、儀器儀表類、自動化類、電子信息類專業(yè)的高年級本科生、研究生的教學或參考用書，還可供相關從業(yè)人員、科研人員學習參考，同時本書也可為參加相關方向競賽的讀者在方向選擇、思路擴展上提供幫助。
本書緊跟時代發(fā)展潮流，在對每一種感知技術做介紹時，不僅講述了其最底層的邏輯原理及常見傳感器件，還介紹了相關技術領域的研究成果，使讀者能夠全面了解機器人感知技術。
配套資源豐富，配有知識圖譜、思維導圖、程序源文件、電子教案、教學大綱、電子課件等，方便授課與自學。
機器人產(chǎn)業(yè)已成為世界各國重大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是我國加快推進產(chǎn)業(yè)結構調整，完善現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，實現(xiàn)智能制造，全面提升產(chǎn)業(yè)技術水平和國際競爭力的重要途徑。隨著機器人技術的快速發(fā)展，應用場景和工作內容日趨復雜多樣，在各行業(yè)自動化發(fā)展的需求下，人們對于機器人智能化的要求越來越高。若想使機器人更加智能，對環(huán)境做出更靈敏的反應，就需要使機器人具有對外界環(huán)境及自身狀況的感知能力，而機器人的感知系統(tǒng)正是實現(xiàn)這一功能的窗口。
通常機器人在工作過程中需要對三個基本要素做出判斷：自身位置、工作目標和實現(xiàn)途徑。而對于前兩個要素的獲取，就是需要感知技術。它不僅使得機器人具備與人類相似，甚至超越人類的感知能力和反應能力，還可替代人類進行一些有著很強實際意義和巨大潛在效益的工作。
工業(yè)和信息化部等公布的《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提到，到2025年我國要成為全球機器人技術創(chuàng)新策源地、高端制造集聚地和集成應用新高地，這足見國家對于機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高度重視。與此同時，該規(guī)劃中還提出了四個行動，其中“機器人核心技術攻關行動”位列其中。作為機器人智能化最底層、最根本、最核心的感知技術，其發(fā)展必將深刻影響整個行業(yè)。對于機器人感知智能的研究也將助力我國在世界范圍內占得先機。
本書緊扣機器人行業(yè)發(fā)展脈搏，圍繞機器人感知智能，力求在前人基礎上有所創(chuàng)新發(fā)展。本書擁有如下四大特點：
1）對于機器人感知系統(tǒng)的深入解讀。本書詳細介紹了機器人觸覺感知、視覺感知、接近覺感知和聽覺感知四大系統(tǒng)，涵蓋了常規(guī)機器人實現(xiàn)基本環(huán)境認知功能的必要因素，是對機器人感知較為全面細致的介紹，為讀者對于機器人內部、外部傳感的實現(xiàn)做了全景描述。
2）傳統(tǒng)技術與近期研究的講述結合。本書緊跟時代發(fā)展潮流，在對每一種感知技術做介紹時，不僅講述了其最底層的邏輯原理及常見傳感器件，還介紹了相關技術領域的研究成果，使讀者能夠全面了解機器人感知技術。
3）智能浪潮下信息融合與系統(tǒng)控制。在本書的最后一部分，介紹了實現(xiàn)機器人感知系統(tǒng)智能化的方法，從系統(tǒng)層面講述了如何實現(xiàn)多感知系統(tǒng)的控制及信息融合。
4）實際應用與發(fā)展趨勢的準確把握。在本書的講述中，對于任何一種感知技術，不僅列舉了其在現(xiàn)實生活中應用的實例，使讀者有更清晰的認知，還介紹了其發(fā)展趨勢，令讀者形成宏觀的印象，并對其今后的學習、研究提供建議和幫助。
本書的第1章、第3章由王琦編寫，第2章由陳茂慶、蔡憶共同編寫，第4章由王琦、楊濤共同編寫，第5章、第6章由蔡露編寫。在編寫第1、3、4章內容時，東北大學研究生湯敬人、姜春奇、張樹帥、王浩月、杜娜娜、陳自強、張裕、吳華瑩、李昊洋、米佳帥、華林睿、叢雪瑋、任子涵、王宇洋、邢明瑋等給予了很大幫助；在編寫第5、6章內容時，東北大學研究生王博遠、李尚文、王進、王敏，本科生黃嘉華提供了幫助，在此向他們表示衷心的感謝！
由于編者研究水平有限，書中尚有不甚完美之處，懇請各位讀者批評指正！
高等院校教師
前言
第1章緒論
11機器人的產(chǎn)生與發(fā)展
111機器人的定義
112機器人的起源
113機器人的發(fā)展
12機器人感知智能定義
121感知智能的定義
122智能傳感器的定義
123智能傳感器的應用與發(fā)展方向
124多傳感器信息融合介紹
125智能傳感器網(wǎng)絡化技術
126智能傳感器虛擬化技術
13機器人感知系統(tǒng)的組成
131機器人觸覺感知
132機器人滑覺感知
133機器人壓覺感知
134機器人視覺感知
135機器人接近覺感知
136機器人聽覺感知
137機器人味覺感知
138機器人嗅覺感知
139機器人力覺感知
14機器人感知智能的發(fā)展現(xiàn)狀及
趨勢
141機器人感知智能的發(fā)展現(xiàn)狀
142機器人感知智能的發(fā)展趨勢
15小結
參考文獻
第2章機器人觸覺感知
21機器人觸覺感知概述
22機器人觸覺感知傳感器的類型
221機器人柔性觸覺傳感器
222機器人陣列觸覺傳感器
223機器人壓覺傳感器
224機器人硬度傳感器
225機器人滑覺傳感器
226機器人空間機械臂力/力矩
傳感器
23機器人觸覺感知的最新研究
技術
231神經(jīng)網(wǎng)絡智能算法
232神經(jīng)元系統(tǒng)感知學習
233電子皮膚智能觸感
234多功能集成觸覺傳感
24機器人觸覺感知的發(fā)展趨勢
241多種先進柔性材料的開發(fā)
242可穿戴觸覺傳感器的研發(fā)
243植入式電子設備的研制
244觸覺傳感器陣列技術
245其他與觸覺相關的技術發(fā)展趨勢
25機器人觸覺感知的實際應用
251機器人觸覺感知產(chǎn)品
252機器人觸覺在醫(yī)療領域的應用
253機器人觸覺在水下機器人領域的
應用
26小結
參考文獻
第3章機器人視覺感知
31機器人視覺感知的介紹
311機器人視覺感知概述
312機器人視覺感知系統(tǒng)的組成
313機器人視覺感知發(fā)展
32機器人視覺感知傳感器
321位置敏感探測器
322CCD圖像傳感器
323CMOS圖像傳感器
33機器人視覺感知先進技術
331多目標跟蹤
332基于視覺的三維重建
333基于深度學習的超分辨率重建
34機器人視覺感知的發(fā)展趨勢
341機器人視覺感知技術——識別與
追蹤
342機器人視覺感知技術——定位
343機器人視覺感知技術——視覺與機器人的關聯(lián)
344機器人視覺感知技術應用及未來
發(fā)展
35機器人視覺感知的實際應用
351三維成像
352同步定位與地圖構建
353機器人圖像識別
36小結
參考文獻
第4章機器人接近覺感知
41機器人接近覺感知的介紹
411接近覺感知概述
412接近覺感知傳感器的發(fā)展和
現(xiàn)狀
42紅外傳感器
421概述和系統(tǒng)組成
422紅外傳感器原理
423功能與目前研究實現(xiàn)
43微波傳感器
431概述和系統(tǒng)組成
432微波的特性
433微波傳感器的原理、分類、組成與
特點
434微波傳感器的常見應用
44激光傳感器
441概述和系統(tǒng)組成
442激光傳感器原理
443相關應用及研究現(xiàn)狀
45機器人接近覺感知的未來發(fā)展
趨勢
451智能化
452網(wǎng)絡化
46機器人接近覺感知的實際應用
461醫(yī)療健康
462工業(yè)生產(chǎn)
463飛行控制
47小結
參考文獻
第5章機器人聽覺感知
51機器人聽覺概述
511人類聽覺模型
512機器人聽覺感知
52聲音傳感器
521傳聲器
522超聲波傳感器
523其他聲音傳感器
53語音識別
531語音信號特點
532語音識別概述
533語音數(shù)據(jù)處理
534語音識別系統(tǒng)
54聲源定位
541人耳模型
542傳聲器陣列
543聲源定位方法
544典型案例——基于傳聲器陣列的
機器人聲音信號導航系統(tǒng)
55視覺聽覺交叉融合
551人類視聽交叉感知機制
552視聽信息融合識別
553視聽信息交互的目標跟蹤
56小結
參考文獻
第6章機器人感知系統(tǒng)智能化
61多傳感器信息融合
611多傳感器信息融合的概念
612幾種機器人中的多傳感器融合
613傳感器類型與布局
614傳感器模型
615多傳感器融合方法
616SLAM技術中的多傳感器信息
融合
62機器人感知系統(tǒng)控制
621機器人感知系統(tǒng)概述
622主控電路設計
623多傳感器接口設計
624UML機器人感知系統(tǒng)設計
625傳感器通信模塊設計
626控制系統(tǒng)硬件設計
627控制系統(tǒng)軟件設計
63小結
參考文獻
書單推薦
