机器人学 建模、控制与视觉PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1机器人的内涵 1

1.2机器人的应用与发展 4

1.3机器人学的研究展望 7

1.4机器人学：建模、控制与视觉 11

第2章 机器人机构 14

2.1运动副 14

2.2串联机器人机构 15

2.3并联机器人机构 20

2.4机器人手爪 24

2.5探测车悬架机构 27

2.6多足步行机器人机构 29

2.7 RV减速器和谐波减速器 31

习题 34

第3章 位姿描述和齐次变换 36

3.1刚体位姿描述 36

3.2齐次坐标和齐次变换 40

3.3运动算子 43

3.4变换矩阵的运算 44

3.5 欧拉角与RPY角 49

3.6旋转变换通式 52

3.7位姿的综合 57

3.8 计算的复杂性 59

习题 60

第4章 刚体速度和静力 63

4.1线矢量 63

4.2微分转动与转动速度 66

4.3微分运动与运动旋量 71

4.4刚体变换的线矢量表示 78

4.5 螺旋运动 81

4.6力旋量 85

4.7线矢量、旋量与螺旋 88

习题 90

第5章 操作臂运动学 93

5.1连杆参数和连杆坐标系 93

5.2连杆变换和运动学方程 97

5.3 PUMA560机器人运动学反解 102

5.4指数积公式 107

5.5运动学方程的自动生成 112

5.6运动学反解的子问题 114

5.7运动学的封闭解和解的存在性、唯一性 119

5.8驱动空间、关节空间和操作空间 123

5.9并联机构运动学 124

习题 130

第6章 操作臂的雅可比矩阵 135

6.1引例 135

6.2速度雅可比矩阵 137

6.3逆雅可比矩阵和奇异性 142

6.4操作臂的灵巧性 145

6.5力雅可比矩阵 148

6.6冗余度机器人 153

6.7刚度与柔度 157

6.8误差标定与补偿 159

习题 162

第7章 操作臂动力学 167

7.1操作臂动力学概述 167

7.2质点系与单刚体动力学 168

7.3拉格朗日动力学 173

7.4操作臂的拉格朗日方程 176

7.5拉格朗日方程的其他形式 180

7.6连杆运动的传递 183

7.7牛顿-欧拉递推动力学方程 187

7.8基于指数积的牛顿-欧拉方法 191

7.9关节空间和操作空间动力学 193

7.10动力学性能指标 195

习题 198

第8章 轨迹生成 201

8.1轨迹规划的一般性问题 201

8.2关节轨迹的插值 203

8.3笛卡儿空间轨迹规划方法 211

8.4利用四元数进行直线轨迹规划 217

8.5轨迹的实时生成 222

8.6全覆盖路径规划 224

习题 227

第9章 操作臂的轨迹控制 229

9.1二阶线性系统控制器的分解 230

9.2单关节的建模和控制 235

9.3操作臂的非线性控制 242

9.4操作臂的多关节控制 245

9.5实际问题 247

9.6工业机器人的集中控制 250

9.7分解运动控制 251

9.8基于直角坐标的控制 257

9.9李雅普诺夫稳定性分析 259

习题 262

第10章 机器人的力控制 264

10.1概述 264

10.2力-力矩传感器 265

10.3约束运动与约束坐标系 267

10.4力控制规律的分解 270

10.5间接力控制 272

10.6直接力控制 275

习题 280

第11章 运动规划 282

11.1 C-空间及运动规划 282

11.2广义维罗尼图法 286

11.3单元分解法运动规划 288

11.4基于采样的运动规划 289

11.5人工势力场法 291

习题 294

第12章 协调控制 295

12.1概述 295

12.2双臂协调运动的约束关系 295

12.3双臂协调的关节力矩计算 300

12.4多指手爪的运动分析 304

12.5抓取的稳定性和可操作性 308

12.6多指抓取规划和协调控制 310

习题 315

第13章 自适应控制 317

13.1模型参考自适应控制 318

13.2自校正自适应控制 321

13.3自适应扰动控制 323

13.4 PD自适应控制 325

13.5自适应鲁棒性联合控制 330

13.6直角坐标空间自适应控制 331

13.7自适应阻抗控制 334

13.8自学习控制 338

习题 342

第1.4章 视觉图像处理 343

14.1图像传感器与视觉系统 343

14.2图像几何变换与相机成像模型 348

14.3空间滤波 351

14.4频域滤波 356

14.5图像分割 358

14.6特征提取 362

14.7图像匹配 365

14.8图像拼接 368

习题 372

第15章 视觉运动控制 373

15.1视觉标定 373

15.2立体视觉 377

15.3视觉检测 383

15.4视觉跟踪 388

15.5视觉伺服控制 392

习题 397

第16章 轮式移动机器人 398

16.1简介 398

16.2运动学建模 400

16.3机动性 405

16.4动力学建模 408

16.5移动机器人定位 410

16.6 SLAM与导航 415

习题 419

第17章 飞行机器人 420

17.1引言 420

17.2系统构成 421

17.3动力学模型 423

17.4控制系统 427

17.5全球定位系统GPS 429

17.6视觉里程计 431

习题 434

附录A符号与术语 435

附录B术语中英文对照 438

参考文献 441