本书为移动机器人的运动规划、通信与集群提供了理论与实践指导，以及可以直接使用的算法。书中首先介绍了在具有机器人位置和速度的完整信息的全局坐标系中有关导航和运动规划的模型和算法；接着讨论势场中的运动，势场由机器人期望和认知的环境状态定义；然后研究了机器人在未知环境中的运动以及利用感测信息进行环境建图的相应任务；最后考虑了二维和三维多机器人系统和集群动力学。 本书不仅可作为普通高等院校信息科学、自动化、机电工程及相关专业的教科书，也可为移动机器人和多机器人系统相关领域的研究人员或技术人员提供指导。

贡献者名单
译者序
前言
致谢
配套资源
第1章 绪论
1.1 机器人的早期历史
1.2 自主机器人
1.3 机械臂
1.4 移动机器人
1.5 多机器人系统和集机器人
1.6 本书的宗旨和结构
参考文献
第2章 全局坐标系下的运动规划
2.1 动机
2.2 符号表示
2.2.1 构型空间
2.2.2 工作空间
2.2.3 权重函数
2.3 已知构型空间的运动规划
2.3.1 势场法
2.3.2 基于网格的算法
2.3.3 基于采样的算法
2.4 已知部分构型空间的运动规划
2.4.1 BUG
2.4.2 BUG
2.4.3 BUG
2.5 小结
参考文献
第3章 基础感知
3.1 传感器基本方案
3.2 障碍传感器（安全保险杆）
3.3 里程计传感器
3.4 距离传感器
3.4.1 飞行时间测距仪
3.4.2 相移测距仪
3.4.3 三角测距仪
3.4.4 声波测距仪
3.5 小结
参考文献
第4章 全局坐标系下的运动表示
4.1 移动机器人模型
4.1.1 轮式移动机器人
4.1.2 空中移动机器人
4.2 Hilare型移动机器人的运动学与控制
4.2.1 Hilare型移动机器人的前向运动学
4.2.2 Hilare型移动机器人的速度控制
4.2.3 轨迹跟踪
4.3 旋翼移动机器人的运动学与控制
4.3.1 旋翼移动机器人的动力学
4.3.2 螺旋桨的力与转矩
4.3.3 姿态变换
4.3.4 旋翼动力学模型
4.3.5 简化动力学模型
4.3.6 旋翼的轨迹跟踪控制
4.3.7 仿真
参考文献
第5章 势场和导航函数下的运动
5.1 问题描述
5.2 梯度下降法
5.2.1 无约束的梯度下降
5.2.2 有约束的梯度下降
5.3 闵可夫斯基和
5.4 人工势场法
5.5 导航函数法
5.5.1 静态确定性环境下的导航函数
5.5.2 静态不确定性环境下的导航函数
5.5.3 动态环境下的导航函数与势场
5.6 小结
参考文献
第6章 全球卫星导航系统与机器人定位
6.1 卫星导航概论
6.2 位置计算
6.2.1 多径信号
6.2.2 GNSS精度分析
6.2.3 精度因子
6.3 坐标系
6.3.1 纬度、经度和海拔
6.3.2 UTM投影
6.3.3 局部笛卡儿坐标系
6.4 速度计算
6.4.1 计算大纲
6.4.2 插入说明
6.5 城市导航
6.5.1 城市峡谷导航
6.5.2 地图匹配
6.5.3 航位推算——惯性传感器
6.6 GNSS数据与INS结合
6.6.1 改进的粒子滤波器
6.6.2 结合GNSS和INS估计速度
6.7 GNSS协议
6.8 其他类型的GPS
6.8.1 辅助全球定位系统
6.8.2 差分全球定位系统
6.8.3 实时动态导航
6.9 GNSS威胁
6.9.1 GNSS干扰
6.9.2 GNSS欺骗
参考文献
第7章 局部坐标系下的运动
7.1 全局运动规划与导航
7.2 不确定性运动规划
7.2.1 运载器性能的不确定性
7.2.2 传感器的不确定性
7.2.3 适应不确定性的运动规划
7.3 在线运动规划
7.3.1 带微分约束的运动规划
7.3.2 被动运动规划
7.4 利用局部地图进行全局定位
7.5 三维空间中无人机的运动规划
7.6 小结
参考文献
第8章 未知环境中的运动
8.1 基于概率地图的定位
8.1.1 信念分布与马尔可夫定位
8.1.2 运动预测与卡尔曼定位
8.2 未知环境建图与决策
8.2.1 建图和定位
8.2.2 不确定性条件下的决策
8.3 概率运动规划实例
8.3.1 信念空间中的运动规划
8.3.2 环境建图
8.4 小结
参考文献
第9章 移动机器人的能量限制与能量效率
9.1 引言
9.2 移动机器人的能量限制问题
9.3 移动机器人功率管理和能量控制的精选文献分析
9.4 移动机器人的能量模型
9.5 移动机器人推进
9.5.1 轮式移动机器人的推进
9.5.2 履带式移动机器人的推进
9.6 机械能源的能量模型
9.6.1 内燃机
9.6.2 锂电池
9.7 小结
参考文献
第10章 多机器人系统与集
10.1 多智能体系统与机器人集
10.1.1 多智能体系统原理
10.1.2 基本蜂拥规则与聚合和避碰的方法
10.2 智能体的控制与集的定位
10.2.1 基于智能体的模型
10.2.2 集动力学的概率模型
10.3 小结
参考文献
第11章 基于共享环境地图的协作运动
11.1 基于共享信息的协作运动
11.1.1 公共势场中的运动
11.1.2 共享本地环境信息的地形中的运动
11.2 异构环境中的集动力学
11.2.1 异构环境和外部势场下的基础集
11.2.2 基于公共概率地图的集搜索
11.3 基于共享环境地图的集动力学案例
11.3.1 基于多搜索器的概率搜索
11.3.2 基于吸引/排斥势的避障、避碰
11.4 小结
参考文献
第12章 直接与间接通信下的协作运动
12.1 组内移动机器人间的通信
12.2 简单的通信协