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第1章 绪论1

1.1 机器人概述1

1.1.1 机器人发展史1

1.1.2 机器人的分类2

1.1.3 机器人的定义与三定律3

1.1.4 机器人技术发展动向4

1.1.5 类人机器人技术4

1.1.6 机器人系统理论7

1.1.6.1 机械系统7

1.1.6.2 人工心理7

1.1.6.3 智能控制8

1.1.6.4 人工生命9

1.1.7 双足步行机器人9

1.2 各国研究状况10

1.2.1 日本和韩国10

1.2.1.1 日本本田公司10

1.2.1.2 日本索尼公司12

1.2.1.3 其他14

1.2.1.4 日本机器人研究主要代表人物14

1.2.1.5 韩国的机器人发展16

1.2.2 美国和欧洲16

1.3 国内研究状况19

1.4 其他相关技术22

1.5 相关参考资料23

1.5.1 学术会议和期刊23

1.5.2 网站24

1.6 小结24

思考题24

参考文献25

第2章 双足步行机器人相关理论与方法26

2.1 概述26

2.2 双足步行机器人相关理论与方法的形成及发展27

2.2.1 稳定性与控制方法27

2.2.2 双足步行机器人行为发生方法28

2.2.3 人机接口方法28

2.2.3.1 人机接口方法的改进31

2.2.3.2 人机接口方法的发展趋势32

2.3 理论难点34

2.3.1 人工智能理论34

2.3.2 人工心理与人工情感35

2.3.3 遗传算法的应用35

2.3.4 基于仿生学原理的步态控制36

2.3.5 动力学模型37

2.3.5.1 动力学分析38

2.3.5.2 ZMP稳定性判据38

2.3.6 人机交互的实现方法40

2.4 小结41

思考题41

参考文献42

第3章 双足步行机器人的相关技术43

3.1 动作自动生成——行为数据库技术43

3.2 3D虚拟仿真技术43

3.3 双足步行机器人建模的方法与技术45

3.3.1 ADAMS建模方法45

3.3.2 模型的数据转换45

3.4 多智能体技术46

3.4.1 智能体通信技术47

3.4.1.1 通信方式47

3.4.1.2 通信语言48

3.4.1.3 通信模型48

3.4.1.4 通信服务器48

3.4.1.5 通信服务49

3.4.2 多智能体机器人系统的数据通信与协调控制49

3.5 小结50

思考题50

参考文献51

第4章 双足步行机器人实验平台52

4.1 双足步行机器人控制系统53

4.2 双足步行机器人的上位机软件54

4.2.1 初始化设定模块54

4.2.2 机器人的运行模式与通信协议56

4.2.3 双足步行机器人控制端软件57

4.2.4 多机器人控制60

4.3 总体设计架构62

4.4 小结62

参考文献63

第5章 双足步行机器人的行为生成技术64

5.1 多智能体控制的实现64

5.1.1 多智能体的特点64

5.1.2 多机器人动作协调设计及转化程序的实现65

5.1.3 “千手观音”机器人多智能体控制的实现68

5.2 双足步行机器人的情感模型、行为决策及情绪熵72

5.2.1 隐马尔可夫模型72

5.2.2 情感模型及行为决策的设计73

5.2.3 机器人情感转移控制的具体实现75

5.2.4 情绪熵的选取76

5.3 双足步行机器人的语音控制78

5.3.1 语音在双足步行机器人控制平台上的实现78

5.3.2 语音数据库的设计81

5.4 双足步行机器人动作的设计83

5.4.1 基于情感方面的动作设计83

5.4.2 基于性格方面的动作设计84

5.5 小结85

参考文献85

第6章 双足步行机器人技术的课程实验87

实验一 典型PIC单片机控制芯片的编程实验87

实验二 常用传感器实验102

实验三 舵机控制实验110

实验四 机械结构设计与认识实验119

实验五 简单动作调试实验125

实验六 动作数据编程实验133

实验七 上位机编程实验141

实验八 双足步行机器人串行口通信实验148

实验九 ZMP实验159

实验十 多智能体协调控制168

实验十一 复杂动作实验175

实验十二 语音控制程序实验181