感知是人工智能技术的前端，精准感知和获取信息是后续进行信息特征提取与机器人控制的基础。本书由浅入深，详细地介绍了拟人数字传感技术的基本原理以及数字信号分析和处理方法，并以仿人机器人作为陆地机器人代表，以基于脑－机接口控制的多旋翼飞行器作为空中机器人代表，形成了本书基本原理的典型应用场景。全书包括四篇，即智能感知与数字信号处理、仿人机器人运动规划、多旋翼飞行器目标搜索、软硬件实验平台。书中采用Python和MATLAB语言对传感器感知的数字信号进行处理，将基本理论与实践相结合，有助于读者从实际应用角度出发，利用数字信号处理与传感器技术创新性地设计与开发智能机器人应用系统。 本书可作为机器人、传感器、数字信号处理技术、智能制造工程等相关领域的本科生和研究生的参考书，也可供相关领域科研人员阅读和使用。

第一篇 智能感知与数字信号处理
第1章 概述
1.1 智能感知与机器人
1.2 传感器
1.3 数字信号处理
1.4 面向未来的数字感知
思考题
第2章 感官与传感器基础
2.1 传感器的生理基础
2.1.1 人的感官
2.1.2 感官与传感器
2.2 传感器概述
2.2.1 传感器的分类
2.2.2 传感器的基本特性
2.3 典型传感器
2.3.1 超声波传感器
2.3.2 红外线传感器
2.3.3 其他传感器
思考题
第3章 模数转换和数模转换
3.1 信号与系统
3.1.1 信号
3.1.2 模拟系统与数字系统
3.1.3 系统数字化转型的意义
3.2 模数转换
3.2.1 采样
3.2.2 奈奎斯特采样定理
3.2.3 量化
3.3 数模转换
3.3.1 零阶保持
3.3.2 平滑处理
思考题
第4章 数字信号
4.1 数字信号描述方法
4.1.1 时域与频域
4.1.2 数字信号图示
4.1.3 数字信号数学表示
4.2 特殊函数
4.2.1 脉冲函数
4.2.2 阶跃函数
4.2.3 数字正弦函数和数字余弦函数
4.2.4 幂函数和指数函数
4.3 数字处理器
4.3.1 数字传感器
4.3.2 数字信号处理器
思考题
第5章 差分方程与z变换
5.1 差分方程
5.1.1 差分方程的定义
5.1.2 数字滤波器
5.1.3 差分方程流图
5.2 系统响应
5.2.1 脉冲响应
5.2.2 阶跃响应
5.3 z变换
5.3.1 z变换基础
5.3.2 z变换的特性
5.4 传输函数
5.4.1 传输函数的定义
5.4.2 传输函数与差分方程
5.4.3 传输函数与稳定性
思考题
第6章 卷积与傅里叶变换
6.1 卷积
6.1.1 卷积的定义
6.1.2 卷积与差分方程
6.2 离散时间傅里叶变换
6.2.1 离散时间傅里叶变换的定义与特性
6.2.2 差分方程与频率响应
6.2.3 频率响应与脉冲响应
6.3 典型数字滤波器
6.3.1 滤波
6.3.2 低通数字滤波器
6.3.3 高通数字滤波器
6.3.4 带通数字滤波器
6.3.5 带阻数字滤波器
6.4 离散傅里叶变换
6.4.1 离散傅里叶变换简介
6.4.2 离散傅里叶变换的周期性
6.4.3 快速傅里叶变换
6.5 数字信号频谱
6.5.1 非周期数字信号
6.5.2 周期数字信号
6.5.3 频谱图
思考题
第7章 数字滤波器设计与检测技术
7.1 有限脉冲响应滤波器
7.1.1 理想低通滤波器
7.1.2 有限脉冲响应滤波器设计
7.2 基于数字滤波器的噪声检测与处理
7.2.1 噪声检测
7.2.2 降噪处理
思考题
第8章 数字信号处理软件实现
8.1 搭建开发环境
8.1.1 Python与PyCharm概述
8.1.2 Python安装
8.1.3 PyCharm安装
8.2 声音传感器采集信号并绘制信号时(频)域图
8.2.1 基本原理
8.2.2 软件实现
8.2.3 应用练习
8.3 利用差分方程分析处理语音信号
8.3.1 基本原理
8.3.2 软件实现
8.3.3 应用练习
8.4 红外线传感器采集信号并进行傅里叶变换
8.4.1 基本原理
8.4.2 软件实现
8.4.3 应用练习
8.5 超声波传感器采集信号并进行z变换
8.5.1 基本原理
8.5.2 软件实现
8.5.3 应用练习
8.6 有限脉冲响应数字滤波器设计
8.6.1 基本原理
8.6.2 软件实现
8.6.3 应用练习
思考题
第一篇参考文献
第二篇 仿人机器人运动规划
第9章 仿人机器人行走稳定性判据
9.1 零力矩点稳定性判据
9.2 其他稳定性判据
9.3 各稳定性判据的性质及相互关系
思考题
第10章 仿人机器人复杂路面步态规划
10.1 扩展零力矩点
10.1.1 经典零力矩点的局限性
10.1.2 扩展零力矩点概念
10.1.3 扩展小车一桌子模型
10.2 复杂路面环境运动规划
10.2.1 基于三重预观控制的步态生成
10.2.2 复杂路面的步态生成方法
10.2.3 应用预观控制生成质心轨迹
10.2.4 扩展零力矩点测量方法
10.2.5 基于扩展零力矩点的全身运动规划
10.2.6 复杂环境行走的仿真实验及结果分析
思考题
第二篇参考文献
第三篇 多旋翼飞行器目标搜索
第11章 多旋翼飞行器控制概述
11.1 引言
11.2 多旋翼飞行器目标定位技术
11.3 多旋翼飞行器生物电控制技术
11.3.1 脑机接口系统
11.3.2 信号预处理方法
11.3.3 特征提取方法
11.3.4 特征分类方法
思考题
第12章 基于SINS／双GPS组合导航系统的多旋翼飞行器目标定位
12.1 引言
12.2 复杂地形边界与面积在线估计系统
12.3 双GPS相对伪距差分定位系统
12.4 组