描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111753131
编辑推荐
本书遵循职业教育教材编写规律和职业院校学生学习规律，配套齐全
内容简介
为贯彻落实《国家职业教育改革实施方案》，积极推进“1+X”证书制度的实施，深圳市优必选科技股份有限公司组织编写了这本《服务机器人应用开发（中级）》教材。
本书参考《服务机器人应用开发（中级）职业技能等级标准》，围绕服务机器人应用开发的人才需求与岗位能力要求，将智能服务机器人的典型应用场景作为教学项目，遵循“任务驱动、项目导向”的教学理念。全书共5个部分，11个教学项目，分别为语音部分——让机器人学会倾听、让机器人学会说话；视觉部分——让机器人辨别颜色、让机器人认识数字；运动控制部分——让机器人学会跳舞、让机器人手臂运动、让机器人双足步行；导航部分——让机器人构建地图、让机器人自主导航；语音视觉运动控制综合应用部分——让机器人跟踪抱球、让机器人听令前行识物。
本书是“服务机器人应用开发（中级）职业技能等级标准”的培训认证配套用书，也适合应用型本科院校、职业院校、技工院校作为专业教材使用，同时也可作为服务机器人应用开发从业人员的自学用书。
为方便教师教学，本书配有电子课件等教学资源，读者可登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com）免费注册下载，或联系编辑（010-88379543）咨询。
本书参考《服务机器人应用开发（中级）职业技能等级标准》，围绕服务机器人应用开发的人才需求与岗位能力要求，将智能服务机器人的典型应用场景作为教学项目，遵循“任务驱动、项目导向”的教学理念。全书共5个部分，11个教学项目，分别为语音部分——让机器人学会倾听、让机器人学会说话；视觉部分——让机器人辨别颜色、让机器人认识数字；运动控制部分——让机器人学会跳舞、让机器人手臂运动、让机器人双足步行；导航部分——让机器人构建地图、让机器人自主导航；语音视觉运动控制综合应用部分——让机器人跟踪抱球、让机器人听令前行识物。
本书是“服务机器人应用开发（中级）职业技能等级标准”的培训认证配套用书，也适合应用型本科院校、职业院校、技工院校作为专业教材使用，同时也可作为服务机器人应用开发从业人员的自学用书。
为方便教师教学，本书配有电子课件等教学资源，读者可登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com）免费注册下载，或联系编辑（010-88379543）咨询。
目 录
项目导入 001
项目任务 001
学习目标 002
知识链接 002
一 认识智能服务机器人 002
二 认识树莓派 007
三 认识语音识别技术 008
四 认识开源语音识别工具包SpeechRecognition 011
五 认识SDK与API 013
项目准备 015
任务实施 015
一 使用SpeechRecognition工具包实现语音识别 015
二 使用YanAPI实现语音识别 018
任务评价 018
任务拓展 019
项目小结 019
项目导入 020
项目任务 020
学习目标 020
知识链接 021
一 认识语音合成技术 021
二 语音合成在智能机器人中的应用 025
三 认识开源语音合成软件eSpeak 026
项目准备 026
任务实施 027
一 使用eSpeak命令让机器人说出：hello yanshee 027
二 使用eSpeak命令让机器人实时播报红外传感器的数值 032
任务评价 036
任务拓展 036
项目小结 036
项目导入 037
项目任务 038
学习目标 038
知识链接 039
一 人眼分辨颜色的原理 039
二 机器识别颜色的原理 040
三 认识色彩空间 041
四 认识图像传感器 044
五 认识OpenCV开源视觉库 046
六 机器人识别颜色方案设计 054
项目准备 054
任务实施 054
一 在PC端编写调试图像颜色识别程序 055
二 向机器人端移植调试图像颜色识别程序 063
任务评价 067
任务拓展 068
项目小结 068
项目导入 069
项目任务 069
学习目标 070
知识链接 070
一 机器学习简介 070
二 认识KNN算法 072
三 认识Sklearn机器学习库 073
四 机器人识别数字方案设计 075
项目准备 079
任务实施 080
一 在PC端编写调试分类器程序 080
二 在PC端编写调试主业务程序 095
三 在机器人端移植调试主业务程序 098
任务评价 101
任务拓展 102
项目小结 102
项目导入 103
项目任务 104
学习目标 104
知识链接 104
一 认识机器人的舵机 104
二 认识机器人自由度 108
三 机器人关节限位 109
四 认识机器人编舞工具 110
项目准备 114
任务实施 114
一 启动机器人Cruzr PC端软件 114
二 选择机器人型号 115
三 舞蹈编辑与测试 116
任务评价 121
任务拓展 121
项目小结 121
项目导入 122
项目任务 122
学习目标 122
知识链接 123
一 ROS介绍 123
二 机器人位姿和坐标转换 129
三 机器人运动学 132
四 Gazebo仿真工具简介 133
五 URDF模型文件 138
六 可视化工具Rviz 141
项目准备 143
任务实施 143
一 搭建Ubuntu16.04环境 143
二 安装配置ROS kinetic环境 145
三 测试Gazebo仿真工具 148
四 控制机器人双手摆臂运动 148
任务评价 160
任务拓展 161
项目小结 161
项目导入 162
项目任务 162
学习目标 162
知识链接 163
一 零力矩点 163
二 质心和力矩 163
三 步态规划 165
四 更新机器人ROS版本 168
五 机器人步态规划方案设计 168
项目准备 174
任务实施 174
一 安装机器人ROS v1.6版本安装包 174
二 执行步态规划工程程序 177
任务评价 181
任务拓展 182
项目小结 182
项目导入 183
项目任务 184
学习目标 184
知识链接 185
一 移动机器人建图 185
二 扫图步骤和注意事项 186
三 ROS常用命令行工具 186
四 Rviz的基本使用 189
五 Teleop控制机器人 191
六 KartoSLAM算法 192
七 KartoSLAM节点介绍 193
八 KartoSLAM节点参数 194
项目准备 195
任务实施 195
一 编译安装SLAM源码包 195
二 PC端和机器人共享ROS环境 197
三 使用KartoSLAM进行环境地图的构建 201
四 保存并优化地图文件 206
任务评价 208
任务拓展 209
项目小结 209
项目导入 210
项目任务 210
学习目标 211
知识链接 211
一 移动机器人定位 211
二 移动机器人导航 211
三 ROS Navigation功能包介绍 218
四 AMCL功能包 219
五 导航功能包参数文件配置 221
项目准备 226
任务实施 227
一 配置机器人导航应用的工作环境 227
二 配置ROS Navigation导航功能包 227
三 启动ROS Navigation导航功能包 228
四 使用可视化工具Rviz进行重定位 232
五 使用可视化工具Rviz进行导航测试 234
任务评价 237
任务拓展 238
项目小结 238
项目导入 239
项目任务 239
学习目标 241
知识链接 241
一 目标跟踪技术 241
二 认识多线程 246
三 机器人跟踪抱球方案设计 251
项目准备 253
任务实施 253
一 创建与编写程序 253
二 复制相关文件到机器人端 262
三 运行程序让机器人跟踪抱球 262
任务评价 263
任务拓展 264
项目小结 264
项目导入 265
项目任务 265
学习目标 266
知识链接 266
一 YanAPI软件开发工具包 266
二 Python之面向对象编程 269
三 进程、线程与协程 274
四 Python中实现线程编程 275
五 MobileNet+SSD模型简介 277
六 语音、视觉、运控综合应用程序设计 278
项目准备 279
任务实施 279
一 创建与编写voice_object_detection程序 280
二 复制源码包到机器人端 286
三 运行voice_object_detection程序 28
项目任务 001
学习目标 002
知识链接 002
一 认识智能服务机器人 002
二 认识树莓派 007
三 认识语音识别技术 008
四 认识开源语音识别工具包SpeechRecognition 011
五 认识SDK与API 013
项目准备 015
任务实施 015
一 使用SpeechRecognition工具包实现语音识别 015
二 使用YanAPI实现语音识别 018
任务评价 018
任务拓展 019
项目小结 019
项目导入 020
项目任务 020
学习目标 020
知识链接 021
一 认识语音合成技术 021
二 语音合成在智能机器人中的应用 025
三 认识开源语音合成软件eSpeak 026
项目准备 026
任务实施 027
一 使用eSpeak命令让机器人说出：hello yanshee 027
二 使用eSpeak命令让机器人实时播报红外传感器的数值 032
任务评价 036
任务拓展 036
项目小结 036
项目导入 037
项目任务 038
学习目标 038
知识链接 039
一 人眼分辨颜色的原理 039
二 机器识别颜色的原理 040
三 认识色彩空间 041
四 认识图像传感器 044
五 认识OpenCV开源视觉库 046
六 机器人识别颜色方案设计 054
项目准备 054
任务实施 054
一 在PC端编写调试图像颜色识别程序 055
二 向机器人端移植调试图像颜色识别程序 063
任务评价 067
任务拓展 068
项目小结 068
项目导入 069
项目任务 069
学习目标 070
知识链接 070
一 机器学习简介 070
二 认识KNN算法 072
三 认识Sklearn机器学习库 073
四 机器人识别数字方案设计 075
项目准备 079
任务实施 080
一 在PC端编写调试分类器程序 080
二 在PC端编写调试主业务程序 095
三 在机器人端移植调试主业务程序 098
任务评价 101
任务拓展 102
项目小结 102
项目导入 103
项目任务 104
学习目标 104
知识链接 104
一 认识机器人的舵机 104
二 认识机器人自由度 108
三 机器人关节限位 109
四 认识机器人编舞工具 110
项目准备 114
任务实施 114
一 启动机器人Cruzr PC端软件 114
二 选择机器人型号 115
三 舞蹈编辑与测试 116
任务评价 121
任务拓展 121
项目小结 121
项目导入 122
项目任务 122
学习目标 122
知识链接 123
一 ROS介绍 123
二 机器人位姿和坐标转换 129
三 机器人运动学 132
四 Gazebo仿真工具简介 133
五 URDF模型文件 138
六 可视化工具Rviz 141
项目准备 143
任务实施 143
一 搭建Ubuntu16.04环境 143
二 安装配置ROS kinetic环境 145
三 测试Gazebo仿真工具 148
四 控制机器人双手摆臂运动 148
任务评价 160
任务拓展 161
项目小结 161
项目导入 162
项目任务 162
学习目标 162
知识链接 163
一 零力矩点 163
二 质心和力矩 163
三 步态规划 165
四 更新机器人ROS版本 168
五 机器人步态规划方案设计 168
项目准备 174
任务实施 174
一 安装机器人ROS v1.6版本安装包 174
二 执行步态规划工程程序 177
任务评价 181
任务拓展 182
项目小结 182
项目导入 183
项目任务 184
学习目标 184
知识链接 185
一 移动机器人建图 185
二 扫图步骤和注意事项 186
三 ROS常用命令行工具 186
四 Rviz的基本使用 189
五 Teleop控制机器人 191
六 KartoSLAM算法 192
七 KartoSLAM节点介绍 193
八 KartoSLAM节点参数 194
项目准备 195
任务实施 195
一 编译安装SLAM源码包 195
二 PC端和机器人共享ROS环境 197
三 使用KartoSLAM进行环境地图的构建 201
四 保存并优化地图文件 206
任务评价 208
任务拓展 209
项目小结 209
项目导入 210
项目任务 210
学习目标 211
知识链接 211
一 移动机器人定位 211
二 移动机器人导航 211
三 ROS Navigation功能包介绍 218
四 AMCL功能包 219
五 导航功能包参数文件配置 221
项目准备 226
任务实施 227
一 配置机器人导航应用的工作环境 227
二 配置ROS Navigation导航功能包 227
三 启动ROS Navigation导航功能包 228
四 使用可视化工具Rviz进行重定位 232
五 使用可视化工具Rviz进行导航测试 234
任务评价 237
任务拓展 238
项目小结 238
项目导入 239
项目任务 239
学习目标 241
知识链接 241
一 目标跟踪技术 241
二 认识多线程 246
三 机器人跟踪抱球方案设计 251
项目准备 253
任务实施 253
一 创建与编写程序 253
二 复制相关文件到机器人端 262
三 运行程序让机器人跟踪抱球 262
任务评价 263
任务拓展 264
项目小结 264
项目导入 265
项目任务 265
学习目标 266
知识链接 266
一 YanAPI软件开发工具包 266
二 Python之面向对象编程 269
三 进程、线程与协程 274
四 Python中实现线程编程 275
五 MobileNet+SSD模型简介 277
六 语音、视觉、运控综合应用程序设计 278
项目准备 279
任务实施 279
一 创建与编写voice_object_detection程序 280
二 复制源码包到机器人端 286
三 运行voice_object_detection程序 28
前 言
前 言
本书以《服务机器人应用开发（中级）职业技能等级标准》为编写依据，以智能人形教育服务机器人、智能商用服务机器人教学平台为载体，以其典型应用场景为教学项目，从服务机器人行业的实际需求出发组织教材内容。本书的特色如下：
（1）在设计理念上 以就业为导向、以应用为目标、以实践为主线、以能力为中心，确定教材编写的指导思想；紧紧围绕“服务机器人应用开发”等相关岗位职业能力标准，以岗位典型工作任务所应具备的岗位职业能力为依据，确定教学项目。
（2）在教学内容选取上 简化不必要的理论，坚持以实践为重、理论够用的原则进行教材编写。使读者既能充分准备“1+X”证书考试，又能积累实际工程应用开发经验，为适应未来的工作岗位奠定坚实的基础。
（3）在编排结构形式上 以任务驱动、项目导向的教学设计思路，主要解决“服务机器人应用开发”的问题；以理论和实践一体化的工作过程为导向，强调获取完成工作任务的过程性知识；解决“怎么做”（经验）和“怎么做更好”（策略）的问题，穿插适度够用的陈述性知识（理论知识）。
本书由深圳市优必选科技股份有限公司与深圳职业技术大学人工智能学院专业教师团队联合编写。深圳市优必选科技股份有限公司技术研发团队、教研团队为本书提供技术支持。
由于编者水平和经验有限，书中难免有不妥及疏漏之处，敬请读者批评指正！
编 者
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