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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23

1.6 小结24

参考文献24

第2章 双足步行机器人相关理论与方法25

2.1 概述25

2.2 双足步行机器人相关理论与方法的形成及发展26

2.2.1 稳定性与控制方法26

2.2.2 双足步行机器人行为发生方法27

2.2.3 人机接口方法27

2.2.3.1 人机接口方法的改进30

2.2.3.2 人机接口方法的发展趋势31

2.3 理论难点33

2.3.1 人工智能理论33

2.3.2 人工心理与人工情感34

2.3.3 遗传算法的应用34

2.3.4 基于仿生学原理的步态控制35

2.3.5 动力学模型36

2.3.5.1 动力学分析37

2.3.5.2 ZMP稳定性判据37

2.3.6 人机交互的实现方法39

2.4 小结40

参考文献40

第3章 双足步行机器人的相关技术42

3.1 动作自动生成——行为数据库技术42

3.2 3D虚拟仿真技术42

3.3 双足步行机器人建模的方法与技术44

3.3.1 ADAMS建模方法44

3.3.2 模型的数据转换44

3.4 多智能体技术45

3.4.1 智能体通信技术46

3.4.1.1 通信方式46

3.4.1.2 通信语言47

3.4.1.3 通信模型47

3.4.1.4 通信服务器47

3.4.1.5 通信服务48

3.4.2 多智能体机器人系统的数据通信与协调控制48

3.5 小结49

参考文献49

第4章 双足步行机器人实验平台51

4.1 双足步行机器人控制系统52

4.2 双足步行机器人的上位机软件53

4.2.1 初始化设定模块53

4.2.2 机器人的运行模式与通信协议55

4.2.3 双足步行机器人控制端软件56

4.2.4 多机器人控制59

4.3 总体设计架构61

4.4 小结61

参考文献62

第5章 双足步行机器人的行为生成技术63

5.1 多智能体控制的实现63

5.1.1 多智能体的特点63

5.1.2 多机器人动作协调设计及转化程序的实现64

5.1.3 “千手观音”机器人多智能体控制的实现67

5.2 双足步行机器人的情感模型、行为决策及情绪熵71

5.2.1 隐马尔可夫模型71

5.2.2 情感模型及行为决策的设计72

5.2.3 机器人情感转移控制的具体实现74

5.2.4 情绪熵的选取75

5.3 双足步行机器人的语音控制77

5.3.1 语音在双足步行机器人控制平台上的实现77

5.3.2 语音数据库的设计80

5.4 双足步行机器人动作的设计82

5.4.1 基于情感方面的动作设计82

5.4.2 基于性格方面的动作设计83

5.5 小结84

参考文献84

第6章 双足机器人情感化步态86

6.1 引言86

6.2 情感模型相关理论86

6.3 基于欧式空间的人工情感模型及Ekman情感理论88

6.4 双足机器人步态情感模型的建立89

6.5 基于情感的双足运动系统92

参考文献95

第7章 双足步行机器人技术的课程实验96

实验一 典型PIC单片机控制芯片的编程实验96

实验二 常用传感器实验111

实验三 舵机控制实验118

实验四 机械结构设计与认识实验127

实验五 简单动作调试实验133

实验六 动作数据编程实验142

实验七 上位机编程实验150

实验八 双足步行机器人串行口通信实验157

实验九 ZMP实验168

实验十 多智能体协调控制177

实验十一 复杂动作实验184

实验十二 语音控制程序实验190