序
前言
第1章　緒論 1
1.1　機(jī)器人傳感技術(shù)概述 2
1.2　本書(shū)概要和章節(jié)安排 4
思考題與習(xí)題 5
第2章　傳感與檢測(cè)基礎(chǔ) 6
2.1　傳感器的分類 8
2.2　基本術(shù)語(yǔ)和傳感器的靜態(tài)性能指標(biāo) 9
2.2.1　基本術(shù)語(yǔ) 9
2.2.2　傳感器的靜態(tài)性能指標(biāo) 9
2.3　傳感器模型及其動(dòng)態(tài)特性 13
2.3.1　傳感器模型 13
2.3.2　傳感器的動(dòng)態(tài)特性 14
2.3.3　傳感器不失真測(cè)量條件和理想傳感器 20
2.4　傳感器和檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性 23
2.5　測(cè)量誤差分析和處理基礎(chǔ) 26
2.5.1　測(cè)量誤差的分類 26
2.5.2　隨機(jī)誤差的分析與處理 28
2.5.3　系統(tǒng)誤差的分析與處理 34
2.5.4　粗大誤差的分析與處理 38
2.5.5　測(cè)量不確定度 40
思考題與習(xí)題 41
第3章　傳感原理和敏感元件 43
3.1　電學(xué)式傳感原理和敏感元件 45
3.1.1　電阻式敏感元件 46
3.1.2　電容式敏感元件 56
3.1.3　壓電式敏感元件 65
3.2　磁學(xué)式傳感原理和敏感元件 72
3.2.1　電感式敏感元件 73
3.2.2　磁電式敏感元件 78
3.3　聲學(xué)式傳感原理和敏感元件 90
3.3.1　聲波的產(chǎn)生與分類 90
3.3.2　聲波的傳播特性 92
3.3.3　聲波的接收 97
3.3.4　超聲波傳感器 100
3.3.5　聲學(xué)式傳感器的應(yīng)用 104
3.4　光電式敏感元件 104
3.4.1　光電效應(yīng) 104
3.4.2　光電式敏感元件及特性 105
3.4.3　激光傳感器 112
3.4.4　紅外傳感器 123
思考題與習(xí)題 127
第4章　測(cè)距與定位傳感器 129
4.1　三角測(cè)量法和多邊測(cè)量法 129
4.1.1　三角測(cè)量法的基本原理 129
4.1.2　多邊測(cè)量法的基本原理 130
4.2　激光測(cè)距與定位傳感器 132
4.2.1　基于ToF的激光測(cè)距與定位傳感器 132
4.2.2　基于三角測(cè)量法的激光測(cè)距與定位傳感器 135
4.2.3　激光雷達(dá)、ToF攝像機(jī)和結(jié)構(gòu)光攝像機(jī) 135
4.2.4　激光測(cè)距與定位傳感器應(yīng)用中需注意的問(wèn)題 139
4.3　聲學(xué)測(cè)距與定位 141
4.3.1　基于超聲波傳感器的測(cè)距和定位 141
4.3.2　聲源定位 148
4.4　毫米波雷達(dá) 153
4.4.1　脈沖毫米波雷達(dá) 154
4.4.2　連續(xù)波毫米波雷達(dá) 156
4.4.3　毫米波雷達(dá)應(yīng)用中需注意的問(wèn)題 159
4.5　全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)簡(jiǎn)介 162
思考題與習(xí)題 166
第5章　力/觸覺(jué)傳感器（含接近度和力矩傳感器） 167
5.1　力/觸覺(jué)傳感器概述 167
5.1.1　力/觸覺(jué)傳感器的重要性 167
5.1.2　力/觸覺(jué)傳感器的主要轉(zhuǎn)換類型 170
5.1.3　智能機(jī)器人多維力/力矩傳感器的分類 172
5.1.4　智能機(jī)器人多維力/力矩傳感器的研究現(xiàn)狀 172
5.2　電阻式力/觸覺(jué)傳感器 173
5.2.1　電阻式力/力矩傳感器 173
5.2.2　電阻式觸覺(jué)傳感器 181
5.3　電容式力/觸覺(jué)傳感器 185
5.3.1　電容式力/力矩傳感器 185
5.3.2　電容式觸覺(jué)傳感器 186
5.4　壓電式力/觸覺(jué)傳感器 190
5.4.1　壓電式力/力矩傳感器 190
5.4.2　壓電式觸覺(jué)傳感器 193
5.5　光纖光柵式力/觸覺(jué)傳感器 196
5.6　紅外發(fā)光二極管陣列觸覺(jué)傳感器 198
5.7　流體式觸覺(jué)傳感器 199
5.8　柔性觸覺(jué)傳感技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì) 200
5.9　接近度傳感器 201
5.9.1　機(jī)械式 202
5.9.2　氣壓式 202
5.9.3　超聲波式 203
5.9.4　感應(yīng)式 204
5.9.5　激光式 205
5.9.6　光纖光柵式 206
思考題與習(xí)題 206
第6章　速度/加速度與方向傳感器 207
6.1　速度測(cè)量原理與傳感器（含轉(zhuǎn)速） 207
6.1.1　多普勒效應(yīng) 208
6.1.2　基于位移的速度傳感器 209
6.1.3　脈沖式 210
6.1.4　編碼器 210
6.1.5　里程計(jì) 212
6.2　加速度傳感器 214
6.2.1　機(jī)械式 216
6.2.2　壓電式 216
6.2.3　壓阻式 217
6.2.4　電容式 218
6.2.5　熱式 220
6.2.6　諧振式加速度傳感器 222
6.3　方向傳感器（導(dǎo)向傳感器） 224
6.3.1　光電式 224
6.3.2　羅盤 224
6.3.3　陀螺儀 225
6.3.4　慣性測(cè)量單元與慣性導(dǎo)航系統(tǒng) 232
思考題與習(xí)題 234
第7章　圖像傳感器與機(jī)器視覺(jué) 235
7.1　攝像機(jī)光學(xué)基礎(chǔ) 236
7.1.1　針孔成像 236
7.1.2　透鏡成像 237
7.1.3　透視投影 238
7.1.4　光學(xué)成像系統(tǒng)中的光闌 240
7.1.5　攝像機(jī)的景深 241
7.2　視差與立體視覺(jué) 243
7.3　運(yùn)動(dòng)場(chǎng)與光流 245
7.3.1　運(yùn)動(dòng)場(chǎng) 245
7.3.2　光流 246
7.3.3　光流約束方程 246
7.4　全向攝像機(jī) 248
7.4.1　中心全向攝像機(jī) 249
7.4.2　全向攝像機(jī)投影模型 249
7.5　攝像機(jī)標(biāo)定 251
7.5.1　透視攝像機(jī)標(biāo)定 251
7.5.2　全向攝像機(jī)標(biāo)定 254
7.5.3　結(jié)構(gòu)光攝像機(jī)標(biāo)定 255
7.6　圖像傳感器 257
7.6.1　CCD圖像傳感器 257
7.6.2　CMOS圖像傳感器 263
7.6.3　圖像傳感器的特性參數(shù) 266
7.7　圖像處理技術(shù) 269
7.7.1　圖像濾波 269
7.7.2　圖像增強(qiáng) 270
7.7.3　圖像分割 271
7.7.4　邊緣檢測(cè) 272
7.7.5　其他圖像處理技術(shù) 273
思考題與習(xí)題 273
第8章　多傳感器信息融合 274
8.1　多傳感器信息融合的優(yōu)勢(shì)、結(jié)構(gòu)和層次 274
8.1.1　多傳感器信息融合的優(yōu)勢(shì) 274
8.1.2　多傳感器信息融合的結(jié)構(gòu) 275
8.1.3　多傳感器信息融合的層次 276
8.2　多傳感器信息融合算法 277
8.2.1　多傳感器信息融合算法的分類 277
8.2.2　典型多傳感器信息融合算法 278
8.3　多傳感器信息融合應(yīng)用中需注意的問(wèn)題 286
8.4　多傳感器信息融合應(yīng)用范例 287
8.4.1　GPS/INS組合導(dǎo)航 287
8.4.2　無(wú)人車的自動(dòng)駕駛 289
思考題與習(xí)題 292
參考文獻(xiàn) 293