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本書針對輪式移動(dòng)機(jī)器人建模、控制和導(dǎo)航方法進(jìn)行了全面的分析和研究，它首先從移動(dòng)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)和相關(guān)的運(yùn)動(dòng)學(xué)以及動(dòng)力學(xué)模型入手，然后對各種基于模型、無模型和基于視覺的控制器進(jìn)行測試，并統(tǒng)一證明它們的穩(wěn)定性和跟蹤性能，同時(shí)還解決路徑、運(yùn)動(dòng)和任務(wù)規(guī)劃以及定位和映射主題的問題。這本書提供了大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，系統(tǒng)和軟件移動(dòng)機(jī)器人控制架構(gòu)的概念概述，以及輪式移動(dòng)機(jī)器人和控制器在工業(yè)和生活中的應(yīng)用。

多年來，機(jī)器人技術(shù)一直是人類社會發(fā)展的主要貢獻(xiàn)者。這個(gè)領(lǐng)域需要多種學(xué)科，例如機(jī)械工程、電氣與電子工程、控制工程、計(jì)算機(jī)工程、傳感器工程等協(xié)同作用。機(jī)器人和其他自動(dòng)化機(jī)器必須與人一起生活。在這種共生關(guān)系中，機(jī)器人應(yīng)首先尊重、納入并實(shí)現(xiàn)人類的需求和偏好。為此，現(xiàn)代機(jī)器人，特別是輪式或腿式移動(dòng)機(jī)器人，以有目的且有益的方式，結(jié)合并實(shí)現(xiàn)了從生物系統(tǒng)及人類認(rèn)知和適應(yīng)能力中汲取的感知-行動(dòng)循環(huán)原理。
本書的目的在于：以匯聚、綜合方式介紹多年來為非完整約束和全向輪式移動(dòng)機(jī)器人所開發(fā)的一組基本概念和方法要素。本書的核心部分（第5～10章）致力于分析和設(shè)計(jì)幾種移動(dòng)機(jī)器人控制器，包括基于李雅普諾夫的基本控制器、基于不變流形的控制器、基于仿射模型的控制器、模型參考自適應(yīng)控制器、滑模和基于李雅普諾夫的魯棒控制器、神經(jīng)控制器、模糊邏輯控制器、基于視覺的控制器以及移動(dòng)機(jī)械臂控制器。本書的前4章介紹了移動(dòng)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和傳感器等主題。第11章和第12章介紹了路徑規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、任務(wù)規(guī)劃、定位與地圖構(gòu)建等主題，其中包括基本的概念和技術(shù)，信息的詳細(xì)程度與本書的目的和涵蓋范圍相符。第13章提供了使用本書的研究方法所得到的一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果來自研究文獻(xiàn)，其中包括本書作者的一些研究成果。第14章提供了用于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人集成智能控制的一些通用系統(tǒng)和軟件架構(gòu)的概念性概述。后，第15章介紹了移動(dòng)機(jī)器人在工業(yè)和社會生活中的應(yīng)用。
為了方便讀者閱讀，每章的節(jié)會簡述該章中所要用到的數(shù)學(xué)、力學(xué)、控制和固定機(jī)器人背景概念。從某種意義上講，本書實(shí)際上與本領(lǐng)域大多數(shù)書籍互補(bǔ)，提供了可靠的基于模型的分析和設(shè)計(jì)，涵蓋了其他書籍中未涵蓋的大量移動(dòng)機(jī)器人控制方案。
本書適用于機(jī)器人和移動(dòng)機(jī)器人相關(guān)專業(yè)的高年級本科和研究生教學(xué)課程，也可以作為本領(lǐng)域需要綜合方法資源來開展工作的研究人員和從業(yè)人員的入門參考書。
感謝授權(quán)本書使用插圖和實(shí)驗(yàn)圖的所有出版商和文獻(xiàn)作者。

斯皮羅斯·G.扎菲斯塔斯
2013年4月于雅典

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