Embedded Robotics

Embedded Robotics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer Verlag
作者:Braunl, Thomas
出品人:
页数:458
译者:
出版时间:
价格:59.95
装帧:Pap
isbn号码:9783540343189
丛书系列:
图书标签:
  • 嵌入式
  • Robot
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具体描述

好的,这是一份为一本虚构的图书《数字孪生:从概念到实践》撰写的详细简介,该书内容与“嵌入式机器人”无关: --- 图书名称:《数字孪生:从概念到实践》 副标题:构建、模拟与优化物理世界的虚拟映射 作者:[此处填写一位假设的专家姓名,例如:李明, 王芳] ISBN:[此处填写一个虚构的ISBN号] --- 图书简介 在工业 4.0 和智能制造浪潮的推动下,一个颠覆性的概念正在重塑我们理解、管理和优化复杂系统的方式——数字孪生(Digital Twin)。《数字孪生:从概念到实践》是一部全面而深入的专著,旨在为读者提供从理论基础到实际部署的完整路线图,探索如何精确地在虚拟空间中复制、映射和交互现实世界的物理实体、过程乃至系统。 本书并非停留在对概念的宏观描述,而是致力于提供一套可操作的框架和方法论,帮助工程师、数据科学家、系统架构师以及企业决策者有效地利用数字孪生技术,实现预测性维护、实时监控、性能优化和前瞻性设计。 第一部分:奠定基础——数字孪生的核心理论与演进 本部分将读者从数字孪生的起源和演化历程引入,明确其与传统仿真、建模和物联网(IoT)技术的本质区别与联系。我们首先界定了数字孪生的三个核心要素:物理实体、虚拟模型和两者之间的动态连接。 历史回顾与定义澄清: 追溯数字孪生概念的提出背景,并剖析当前工业界对“真孪生”的共识标准。区分描述性孪生、诊断性孪生、预测性孪生和规范性孪生这四个关键层次。 技术支柱: 深入探讨支撑数字孪生体系的关键技术栈,包括但不限于:先进传感器技术、边缘计算、云计算架构、数据集成标准(如OPC UA、MQTT)以及语义互操作性。 架构设计蓝图: 详细介绍数字孪生的分层架构,从数据采集层(感知层)到模型构建层(认知层),再到决策与应用层(执行层),为构建健壮的孪生系统打下理论基础。 第二部分:模型构建——从数据到虚拟表征的艺术 数字孪生的生命力在于其模型的精确性和实时性。本部分将重点介绍如何将复杂的物理世界转化为高保真的、可计算的虚拟模型。 多尺度与多物理场建模: 探讨如何整合不同尺度的模型(从材料微观结构到系统级集成),并有效处理多物理场(如热力学、流体力学、结构力学)之间的耦合效应。重点讨论基于第一性原理的建模方法(白盒)与数据驱动建模(黑盒)的融合策略。 数据驱动的孪生校准: 详细阐述如何利用历史运行数据、实时传感器数据对初始模型进行校准、修正和自适应学习。介绍卡尔曼滤波、粒子滤波以及基于机器学习(ML)的参数辨识技术在孪生系统中的应用。 几何与行为的同步: 深入讲解如何建立精确的几何模型(CAD/BIM)与动态行为模型(状态机、过程代数)之间的映射关系,确保虚拟模型在状态变化时能准确反映物理实体。 第三部分:连接与同步——实现孪生的实时性与闭环 数字孪生必须是“活的”。第三部分聚焦于确保物理世界与虚拟世界之间数据流的低延迟、高可靠性和双向通信。 数据流工程: 详细分析数据采集、清洗、转换和传输的优化策略。探讨如何设计高效的消息队列和数据总线,以应对海量、高频的时间序列数据。 状态同步机制: 探讨在网络不确定性下维持孪生体与物理实体间状态一致性的高级算法,包括事件驱动同步、时间窗口同步以及不确定性量化方法。 双向交互与控制回路: 阐述如何从虚拟模型中推导出的优化指令安全、可靠地反馈给物理实体执行。重点讨论控制指令验证、安全护栏设计和远程操作的挑战与解决方案。 第四部分:应用场景与前沿探索 本部分将理论和技术落地到具体的行业应用中,展示数字孪生在不同领域产生的巨大价值,并展望其未来发展方向。 工业制造的优化: 详细案例分析了生产线孪生在工艺参数优化、能耗管理和柔性制造中的应用,展示如何通过“What-if”场景分析来规避实际生产风险。 基础设施与城市管理: 探讨大型土木工程(桥梁、隧道)和智慧城市的数字孪生模型构建,特别关注结构健康监测(SHM)和应急响应规划。 产品生命周期管理(PLM): 论述如何将数字孪生贯穿于产品设计、制造、运行到报废的整个生命周期,实现从“单件制造”到“基于服务的交付”的转变。 孪生的进化方向: 展望结合人工智能(AI)的“智能孪生”和利用区块链技术增强信任与溯源的“可信孪生”的未来格局。 目标读者 本书适合于: 1. 系统工程师与架构师: 寻求构建下一代工业物联网和智能控制系统的专业人士。 2. 研究人员与学者: 希望深入了解数字孪生建模、仿真与验证前沿技术的学术群体。 3. 企业技术决策者: 评估和规划引入数字孪生技术以实现数字化转型战略的管理者。 4. 高级应用开发者: 需要掌握具体工具和编程框架来实现数字孪生原型和应用的开发者。 《数字孪生:从概念到实践》不仅仅是一本技术手册,更是一部指导企业驾驭复杂性、实现前瞻性决策的战略指南。通过本书,读者将掌握构建和运行高保真数字孪生的必备知识体系,从而在日益互联互通的世界中占据技术制高点。 ---

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目录信息

读后感

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用户评价

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最近我一直在关注机器人技术的发展,尤其是那些能够在家居、医疗、或者工业领域发挥作用的智能机器人。我发现,这些机器人背后都离不开强大的嵌入式系统支撑。《Embedded Robotics》这本书,恰好填补了我在这方面的知识空白。我迫切希望了解,那些灵活的机械臂是如何被控制的,是如何通过嵌入式系统实现精准的运动轨迹。我期待书中能够深入讲解电机驱动、编码器反馈、以及伺服控制等关键技术。同时,我也对机器人的导航和路径规划技术非常感兴趣,比如如何让机器人能够自主地在复杂的环境中移动,避开障碍物,并找到最优路径。我希望书中能够介绍一些常用的导航算法,如SLAM(同步定位与地图构建),以及如何在嵌入式平台上实现这些算法。此外,我也对机器人的传感器融合技术充满了好奇。如何将来自不同传感器(如摄像头、激光雷达、IMU)的信息进行整合,以提高机器人的环境感知能力和定位精度,这一点至关重要。我希望书中能够提供一些关于传感器接口设计、数据预处理、以及状态估计方面的深入讨论。如果这本书能够提供一些关于嵌入式Linux在机器人中的应用,以及如何构建一个完整的机器人操作系统环境,对我来说将是莫大的帮助。

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这本书的封面设计倒是挺吸引我的,那种深邃的蓝色背景,配上金属质感十足的机器人手臂,一下子就把我拉进了那个充满科技感的未来世界。翻开书页,纸张的触感也很棒,不是那种廉价的印刷纸,带着点淡淡的油墨香,让人心情舒畅。我之前对嵌入式系统了解不多,只知道它在很多电子设备里都有应用,但具体是怎么工作的,跟机器人又有什么关系,我一直云里雾里。这本书的题目《Embedded Robotics》恰好触及了我一直以来模糊的概念,让我产生了浓厚的兴趣。我期待着它能为我揭开嵌入式系统在机器人技术中的神秘面纱,让我理解那些看似笨拙的机械臂是如何通过复杂的代码和精密的硬件协调工作的。尤其是那些关于传感器、电机控制、以及实时操作系统的内容,是我特别想要深入了解的。我希望它能用一种循序渐进的方式,从基础概念讲起,一步步引导我理解更复杂的原理。我还在脑海中勾勒着,也许书中会用一些生动形象的比喻,或者是一些经典的案例分析,来帮助我更好地理解那些抽象的技术名词。我非常看重这一点,因为很多技术书籍往往过于枯燥,让人望而却步,如果这本书能做到这一点,那它就绝对是一本值得我花时间和精力去钻研的佳作。我尤其希望能够学到如何将不同模块的硬件集成在一起,并且如何通过软件对它们进行统一的控制,让它们协同工作,实现机器人的各项功能,比如导航、抓取、甚至是与环境的交互。

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我是一名对科学技术充满热情的高中生,平时喜欢阅读各种科技相关的书籍,来拓展自己的视野。最近,我被机器人技术深深吸引,尤其是那些能够自主行动、与环境互动的机器人。《Embedded Robotics》这本书的名字,让我充满了好奇。我非常期待这本书能够用一种非常通俗易懂的方式,讲解嵌入式系统是如何成为机器人的“大脑”和“神经系统”。我希望书中能够用一些生动形象的比喻,来解释嵌入式微处理器、内存、以及各种传感器是如何协同工作的。我特别想知道,当机器人遇到障碍物时,它是如何通过传感器“看到”障碍物,然后通过“大脑”发出指令,让“身体”做出反应的。我希望书中能够介绍一些基础的编程概念,例如变量、循环、条件判断等等,并说明这些概念是如何应用于机器人控制的。我期待书中能够展示一些简单的机器人项目,例如制作一个能够避开墙壁的机器人小车,或者制作一个能够跟随光线的机器人。如果书中能够提供一些关于如何连接电子元件、焊接电路的指导,那对我来说将是巨大的福音,因为我一直想尝试自己动手制作一些小玩意儿。

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作为一名业余的机器人爱好者,我平日里喜欢捣鼓一些小玩意儿,比如遥控车、无人机之类。最近我迷上了更复杂的机器人项目,想要尝试自己搭建一些可以完成特定任务的机器人。然而,我发现自己在嵌入式系统这块儿知识非常匮乏,很多时候遇到技术瓶颈,也不知道从何下手。这本书《Embedded Robotics》的出现,对我来说简直是雪中送炭。我最期待的是书中能够讲解一些关于机器人感知和决策的原理。比如,如何利用各种传感器(如摄像头、激光雷达、超声波传感器)来获取周围环境的信息,以及如何对这些信息进行处理和分析,最终做出智能的决策。我希望书中能够介绍一些常用的计算机视觉算法,以及如何将它们应用到机器人上,让机器人能够“看懂”世界。另外,对于机器人运动控制,我也是充满了好奇。如何精确地控制电机的速度和方向,如何实现平稳的运动轨迹,如何进行路径规划等等,这些都是我想要了解的内容。我希望书中能够提供一些关于PID控制、模糊控制等经典控制算法的讲解,并说明它们在机器人中的具体应用。我还需要了解一些通信协议,比如CAN总线、ROS(机器人操作系统)等,以便让机器人内部的各个模块能够有效地协同工作。这本书如果能做到这些,对我来说就是一本无价之宝,能极大地提升我的实践能力。

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作为一名硬件工程师,我一直对如何将复杂的电子系统集成到有限的物理空间中感到着迷,而嵌入式系统正是这一领域的集大成者。机器人技术更是将嵌入式系统的应用推向了一个新的高度。《Embedded Robotics》这本书的出现,正是我渴望已久的。我非常希望这本书能够深入讲解嵌入式硬件平台(如ARM Cortex-M系列、FPGA等)在机器人控制中的应用,包括微控制器架构、外设接口设计、以及低功耗优化等。我期待书中能够提供一些关于嵌入式Linux在机器人系统中的应用,例如如何进行系统移植、驱动程序开发、以及性能优化。尤其是在实时性要求极高的机器人控制领域,我希望书中能够深入探讨实时操作系统(RTOS)的设计与应用,包括任务调度、中断处理、以及同步机制。此外,我也对机器人通信接口的设计和实现充满了兴趣,例如如何设计高效的串行通信接口(如UART、SPI、I2C),以及如何实现机器人内部各模块之间的信息交互。我期望书中能够提供一些关于CAN总线、Ethernet等工业级通信协议在机器人系统中的应用。如果这本书能够提供一些关于嵌入式系统安全性的讨论,以及如何保护机器人系统免受网络攻击,那将是锦上添花。

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我是一名在科技公司从事产品研发的工程师,我们公司最近正在考虑将嵌入式机器人技术应用于我们的新产品线中,但目前我们团队在这方面的经验相对有限。我正在寻找一本能够提供全面、系统性知识的书籍,帮助我们团队快速掌握核心技术。《Embedded Robotics》这个书名引起了我的高度关注。我非常希望这本书能够深入讲解嵌入式系统在机器人领域的关键技术,包括但不限于微控制器架构、嵌入式Linux操作系统、设备驱动程序开发、以及实时控制技术。我期望书中能够提供一些关于硬件接口设计、功耗优化、以及系统可靠性方面的深入讨论,这些对于我们开发商用级产品至关重要。另外,我对于机器人的自主导航和路径规划技术也充满了兴趣。我希望书中能够介绍一些常用的导航算法,例如SLAM(同步定位与地图构建)、A*寻路算法等,并说明如何在嵌入式平台上实现这些算法。同时,我也希望了解如何在嵌入式系统中进行传感器融合,以提高机器人的环境感知能力和定位精度。我期待书中能够提供一些实际的案例分析,展示如何在不同类型的机器人(例如服务机器人、工业机器人)中应用嵌入式技术,并解决实际的工程问题。如果这本书能够为我们提供清晰的思路和实用的方法,将极大地帮助我们加速产品的研发进程。

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我是一名在校大学生,主修的是自动化专业,平时接触到一些机器人相关的课程,但总感觉理论知识和实际操作之间还存在着一层隔阂。我一直在寻找一本能够真正连接理论与实践的书籍,能够让我理解那些课堂上抽象的概念是如何在真实的机器人系统中运作的。当我看到《Embedded Robotics》这本书时,我的眼前一亮。它不仅仅是一个简单的技术手册,更像是一个引路人,指引我走向更深入的机器人世界。我非常期待书中能够讲解一些具体的项目案例,例如如何从零开始搭建一个简单的移动机器人,或者如何为一个机械臂编写控制程序。我希望这本书能够提供详细的硬件选型建议,以及相应的电路设计图和代码示例,这样我就可以跟着书中的步骤,一步步地动手实践,将理论知识转化为实际的技能。此外,我对嵌入式系统的实时性要求非常关注,我知道在机器人领域,毫秒级的延迟都可能导致灾难性的后果。因此,我希望书中能够深入探讨实时操作系统(RTOS)在机器人控制中的应用,以及如何进行任务调度、中断处理等关键技术的优化。我期待书中能够解释一些常用的嵌入式微控制器,比如Arduino、树莓派,以及一些更专业的工业级控制器,并说明它们各自的优缺点以及适用的场景。我希望通过这本书,我能够掌握一些扎实的嵌入式开发技能,为我未来的学习和职业生涯打下坚实的基础。

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作为一名嵌入式系统开发人员,我一直对机器人这个领域抱有浓厚的兴趣,但苦于没有系统的学习路径。我经常在网上浏览各种技术论坛和博客,寻找与机器人相关的嵌入式开发知识,但信息碎片化严重,难以形成完整的体系。《Embedded Robotics》这本书的名字,正是我一直在寻找的。我期待这本书能够深入讲解嵌入式硬件平台(如ARM Cortex-M系列、FPGA等)与机器人控制器的集成,以及如何针对机器人应用进行嵌入式软件的设计与优化。我尤其关注书中关于实时性、低功耗以及高可靠性要求的讨论,这些都是嵌入式系统在机器人领域面临的重要挑战。我希望书中能够提供一些关于实时操作系统(RTOS)在机器人中的应用,包括任务调度、资源管理、以及中断处理等方面的深入讲解。此外,我还对机器人中的通信机制非常感兴趣,例如如何设计高效的嵌入式通信接口,以及如何实现不同机器人单元之间的信息交互。我希望书中能够介绍一些常用的嵌入式通信协议,如CAN、Ethernet、以及一些无线通信技术。如果这本书能够提供一些关于嵌入式Linux在机器人中的应用,例如如何构建一个完整的机器人操作系统环境,以及如何进行驱动程序的开发和优化,那就更完美了。总之,我希望这本书能够成为我从嵌入式开发者向机器人工程师转型的重要跳板。

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我是一位来自人工智能领域的学者,一直对如何将复杂的算法转化为能够在嵌入式平台上运行的实际应用感到着迷。机器人技术,尤其是具备自主感知和决策能力的机器人,正是这一融合的绝佳载体。《Embedded Robotics》这本书,对我来说,可能是一本连接理论与实践的桥梁。我非常期待书中能够深入讲解嵌入式系统在执行复杂AI算法方面的挑战与机遇。我希望能看到关于如何在资源受限的嵌入式平台上高效实现机器学习模型,例如模型压缩、量化技术等。我希望书中能够探讨传感器数据融合在机器人感知中的作用,以及如何利用多模态信息来提升机器人的环境理解能力。另外,我对机器人的行为规划与控制问题也充满兴趣,特别是如何将高层次的AI决策转化为低层次的运动指令,并确保系统的实时性和稳定性。我期待书中能够介绍一些先进的控制理论,例如强化学习在机器人控制中的应用,以及如何实现鲁棒的运动控制。如果书中能够提供一些关于边缘计算在机器人中的应用,以及如何实现本地化的智能处理,那将极大地启发我的研究思路。这本书如果能深入探讨这些前沿课题,对我而言将具有非凡的价值。

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我是一位对人工智能和自动化充满好奇心的学生,虽然我目前所学的专业与机器人技术没有直接关联,但我一直梦想着能够参与到机器人技术的研究和开发中。我一直觉得,机器人不仅仅是冰冷的机械,更是能够感知、思考、并与世界互动的智慧生命。《Embedded Robotics》这本书,听起来就充满了神秘和可能性。我非常期待这本书能够用一种易于理解的方式,讲解嵌入式系统如何为机器人赋予“生命”。我希望书中能够介绍一些关于机器人感知系统(如视觉、听觉、触觉)是如何通过嵌入式硬件和软件实现的,以及如何通过这些传感器让机器人“看到”和“听到”周围的世界。我特别想了解,当机器人接收到这些信息后,是如何通过嵌入式系统进行处理和分析,从而做出相应的反应。例如,如何让机器人识别物体、识别语音、甚至识别情绪。我对于机器人如何进行自主学习和决策也充满了浓厚的兴趣,我希望书中能够介绍一些基础的人工智能算法,以及如何将它们集成到嵌入式系统中。我期待书中能够提供一些关于机器人运动控制的原理,以及如何让机器人能够优雅、精确地移动。如果书中能够包含一些关于人机交互的设计理念,以及如何让机器人更好地与人类协作,那我将会感到非常惊喜。

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