基于LAP方法的机器人灵巧手控制PDF电子书下载

第一章 绪论 1

1.1 灵巧手控制和接口 1

1.1.1 机器人灵巧手控制 1

1.1.2 人机交互接口 3

1.2 从数据手套到基于视觉的手势姿态分析 5

1.3 基于视觉的手势姿态分析的研究概况 6

1.4 论文研究工作内容 16

1.5 论文结构 17

第二章 人手和机械灵巧手的结构对比分析 19

2.1 手功能解剖学方面的有关基本概念 19

2.1.1 关节运动分类 20

2.1.2 手的姿态 21

2.1.3 手部关节运动的概念 22

2.2 BH-3型机械灵巧手简介 23

2.2.1 本体设计 23

2.2.2 控制系统硬件结构 24

2.2.3 控制系统软件 25

2.2.4 运动学模型和方程 25

2.2.5 TAFS/T三维指力传感器 27

2.3 人手与机械灵巧手的结构差异比较 27

第三章 二维手势图像处理 30

3.1 手势图像采集 30

3.1.1 图像采集硬件系统构成 30

3.1.2 背景和手势图像准备 32

3.2 标记点图像分割与标号 34

3.2.1 特征点图像分割 34

3.2.2 子图形标号 35

3.2.3 标号整理与形心位置计算 37

3.2.4 残余背景图像剔除 38

3.3 标记点重新排序 39

3.3.1 树形结构算法 40

3.3.2 多边形搜索算法（Polyhedron） 42

3.3.3 多边形——树形结构复合搜索 48

3.3.4 特征距离判别算法 50

3.4 小结 51

第四章 基于Lumigraph理论的空间点三维坐标重建 52

4.1 摄像机模型和成像几何基础 52

4.1.1 图像坐标系、摄像机坐标系和世界坐标系 52

4.1.2 摄像机模型 55

4.1.3 图像匹配基本概念 58

4.1.4 空间点重建 60

4.2 Lumigraph理论 62

4.3 基于Lumigraph理论的空间点三维位置计算 66

4.3.1 平面模型上标准点数据的计算方法 67

4.3.2 插值计算投影点空间坐标 70

4.3.3 特征点匹配 72

4.3.4 空间点三维坐标重建 76

4.4 基于多幅图像的三维物体重构 78

4.5 小结 80

第五章 机械灵巧手控制参数计算 81

5.1 机器人运动学基础 81

5.2 转换特征选择 83

5.3 坐标系变换 86

5.3.1 从世界坐标系到人手掌坐标系的坐标系变换 86

5.3.2 腕坐标系合成旋转变换 87

5.4 机械灵巧手指关节参数计算 92

5.5 满足机械灵巧手关节角转动约束条件的解决方案 94

5.6 机械灵巧手动作控制设计 95

5.7 手运动方向的计算 98

5.8 传递控制参数的通讯程序设计 99

5.9 结论 100

第六章 实验验证 101

6.1 用户手势姿态标记信息处理实验 101

6.2 指尖空间位置计算验证 103

6.3 逆运动学方程的正确性验证 108

6.4 计算出的关节角度的合理性及灵巧手动作参数的可执行性分析 111

6.5 实时测试系统构成和实时测试方法 112

6.5.1 手指关节角度计算 112

6.5.2 抓取关节姿态参数误差计算 115

6.5.3 手势姿态实时跟踪、动作实现实验 115

6.6 机械灵巧手动作约束问题 124

第七章 总结与展望 129

7.1 工作总结 129

7.2 论文创新点 131

7.3 工作展望 132

参考文献 133

作者在攻读研究生期间发表的论文 146

作者在攻读博士学位期间所参与的项目 148

致谢 149

附录1 双平面模型中空间点的三维坐标的计算 150

附录2 三指机械灵巧手逆运动方程及推导 156

附录3 主要程序流程图 160