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本書向?qū)W生和其他有興趣的讀者提供移動(dòng)性基本原理的概述，其領(lǐng)域范圍跨越機(jī)械、電機(jī)、傳感器、感知和認(rèn)知。本書著重于移動(dòng)性本身，對許允的移動(dòng)機(jī)器人，其橫穿現(xiàn)實(shí)世界環(huán)境行走和執(zhí)行任務(wù)（包括運(yùn)動(dòng)、傳感、定位和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃）的機(jī)理提出述評，綜合了來自運(yùn)動(dòng)學(xué)、控制理論、信號分析、計(jì)算機(jī)視覺、信息論、人工智能和概率論這些領(lǐng)域的素材。
本書提出了移動(dòng)機(jī)器人的技術(shù)和工藝，能使運(yùn)動(dòng)學(xué)在一系列交互模塊中實(shí)現(xiàn)。隨著內(nèi)容從低級向高級詳細(xì)深入，各章介紹了移動(dòng)性不同方面的問題。它覆蓋了移動(dòng)機(jī)器人所有方面，包括軟件和硬件設(shè)計(jì)方面考慮、相關(guān)的工藝技術(shù)和算法技巧。本書新版已經(jīng)在各個(gè)方面都作了修正和更新，在運(yùn)動(dòng)、定位、感知和規(guī)劃與導(dǎo)航這些主題中補(bǔ)充了130多頁的新資料。同時(shí)，每章末還加上了習(xí)題。我們把移動(dòng)機(jī)器人所有方面合在一起成為一個(gè)整體，因此非常適合用作初學(xué)者的教材或工具書。

序言
致謝
第1章引言
1.1 引言
1.2 本書綜述
第2章運(yùn)動(dòng)
2.1 引言
2.2 腿式移動(dòng)機(jī)器人
2.3 輪式移動(dòng)機(jī)器人
2.4 飛行移動(dòng)機(jī)器人
2.5 習(xí)題
第3章移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)
3.1 引言
3.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和約束
3.3 移動(dòng)機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性

序言
致謝
第1章引言
1.1 引言
1.2 本書綜述

第2章運(yùn)動(dòng)
2.1 引言
2.2 腿式移動(dòng)機(jī)器人
2.3 輪式移動(dòng)機(jī)器人
2.4 飛行移動(dòng)機(jī)器人
2.5 習(xí)題

第3章移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)
3.1 引言
3.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和約束
3.3 移動(dòng)機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性
3.4 移動(dòng)機(jī)器人工作空間
3.5 基本運(yùn)動(dòng)學(xué)之外
3.6 運(yùn)動(dòng)控制
3.7 習(xí)題

第4章感知
4.1 移動(dòng)機(jī)器人的傳感器
4.2 計(jì)算機(jī)視覺的基本原理
4.3 圖像處理基礎(chǔ)
4.4 特征提取
4.5 圖像特征提�。号d趣點(diǎn)檢測器
4.6 位置識別
4.7 基于距離數(shù)據(jù)（激光，超聲）的特征提取
4.8 習(xí)題

第5章移動(dòng)機(jī)器人的定位
5.1 引言
5.2 定位的挑戰(zhàn)：噪聲和混疊
5.3 定位或不定位：基于定位的導(dǎo)航與編程求解的對比
5.4 信任度的表示
5.5 地圖表示方法
5.6 基于概率地圖的定位
5.7 定位系統(tǒng)的其他例子
5.8 自動(dòng)制圖
5.9 習(xí)題

第6章規(guī)劃和導(dǎo)航
6.1 引言
6.2 導(dǎo)航能力：規(guī)劃和反應(yīng)
6.3 路徑規(guī)劃
6.4 避障
6.5 導(dǎo)航的體系結(jié)構(gòu)
6.6 習(xí)題
參考文獻(xiàn)

序言

移動(dòng)機(jī)器人學(xué)是一個(gè)年輕的領(lǐng)域。它的基礎(chǔ)包括了許多工程和科學(xué)學(xué)科，從機(jī)械、電氣和電子工程到計(jì)算機(jī)、認(rèn)知和社會科學(xué)。這些主要領(lǐng)域，各有它們介紹性的教科書部分，用以激勵(lì)和鼓舞新的學(xué)生，為他們以后的高級課程和研究做準(zhǔn)備。著述本書的目的是給移動(dòng)機(jī)器人學(xué)提供預(yù)備性的指導(dǎo)。
本書對移動(dòng)機(jī)器人學(xué)的基礎(chǔ)進(jìn)行了介紹，其范圍包括構(gòu)成本領(lǐng)域的機(jī)械、電機(jī)、傳感器、感知和認(rèn)知等各個(gè)方面。專題學(xué)術(shù)討論會的論文集和期刊發(fā)表的論文，可以向新學(xué)生提供移動(dòng)機(jī)器人學(xué)所有方面的技術(shù)發(fā)展水平的簡單印象。但在這里，我們的目的是提供基礎(chǔ)知識——該領(lǐng)域的正式介紹。由于移動(dòng)機(jī)器人學(xué)的分支學(xué)科迅速進(jìn)步，我們正處在技術(shù)發(fā)展的前沿且向前推進(jìn)的時(shí)刻，書中的形式描述和分析，會證明是有用的。
本書第2版大大擴(kuò)充了第1版的內(nèi)容。特別是第2、4、5和6章的內(nèi)容已極大地?cái)U(kuò)展，涵蓋了計(jì)算機(jī)視覺和機(jī)器人學(xué)方面最新技術(shù)發(fā)展水平的知識。尤其是在第2章中，我們加入了運(yùn)動(dòng)、腿式和微型飛行機(jī)器人的最新和最普及的實(shí)例。在第4章里，我們加入了對新的傳感器，諸如3D激光測距儀、飛行時(shí)間攝像機(jī)、IMU（慣性測量單元）和全向攝像機(jī)，與工具諸如圖像濾波、攝像機(jī)標(biāo)定、立體結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)、可視里程表、攝像機(jī)最普及的特征檢測器（Harris、FAST、SURF和SIFT）和激光圖像，以及最后，位置辨識和圖像檢索的特征包方法的描述。在第5章中，我們加入了對概率論的介紹，并用更好的形式描述方法和更多的例子，改進(jìn)并擴(kuò)充了對馬爾可夫和卡爾曼濾波器定位的闡述。而且，我們還加入了對同時(shí)定位和制圖（SLAM）問題的敘述，隨后說明了求解該問題的最普通的方法，如擴(kuò)展卡爾曼濾波器SLAM、基于圖形的SLAM、粒子濾波器SLAM，以及最新的單目可視的SLAM。最后在第6章里，我們補(bǔ)充了對路徑規(guī)劃的圖像搜索算法的描繪諸如寬度優(yōu)先、深度優(yōu)先、Dijkstra、A*、D*，以及快速探索隨機(jī)樹。除了這些諸多新加內(nèi)容外，我們還提供了技術(shù)發(fā)展的參考文獻(xiàn)和在線資源以及可下載的軟件

   我們希望，本書能為機(jī)器人學(xué)的本科和研究生提供基礎(chǔ)知識和分析工具。在他們的整個(gè)職業(yè)生涯中，當(dāng)評估甚至評審移動(dòng)機(jī)器人的方案和產(chǎn)品時(shí)會非常需要這些知識和工具�？傮w而言，本教科書作為概論性的移動(dòng)機(jī)器人學(xué)的課本，既適合于本科生，也適合于研究生。其中的個(gè)別章節(jié)，如感知或運(yùn)動(dòng)學(xué)，在機(jī)器人學(xué)的特殊子領(lǐng)域更深入的課程中可以用作綜述。
   本書的起源橫跨大西洋。作者在美國斯坦福大學(xué)、瑞士蘇黎士聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH）、美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)和瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）為本科生和研究生教授過移動(dòng)機(jī)器人學(xué)課程。這些課程資料和講義筆記的組合，形成了本書最初的版本。我們已組合了各自的筆記，提出了總的架構(gòu)，并且決定在2004年出第一版之前用此教材試教了2年，然后對目前出版的書又另用了6年。
    本書組織的縱覽和各章概要請參閱 1.2節(jié)。
   最后，對教師和學(xué)生而言，我們希望，本書對移動(dòng)機(jī)器人學(xué)眾多的專業(yè)人員來說，如果被證明是一個(gè)具有富有成果的起始點(diǎn)，那將是對我們最大的褒獎(jiǎng)了。

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