机器人手册 第2卷 机器人技术PDF电子书下载

引言 1

第3篇 传感与感知 8

第19章 力和触觉传感器 8

19.1 传感器类型 9

19.2 触觉信息处理 15

19.3 集成的需求 20

19.4 总结和展望 20

参考文献 21

第20章 惯性传感器、全球定位系统和里程仪 26

20.1 里程仪 26

20.2 陀螺仪系统 27

20.3 加速度仪 31

20.4 惯性传感器套装 31

20.5 全球定位系统 32

20.6 全球定位系统和惯导的集成 36

20.7 扩展阅读 36

20.8 市场上的现有硬件 36

参考文献 37

第21章 声呐感测 38

21.1 声呐原理 38

21.2 声呐波束图 40

21.3 声速 42

21.4 波形 42

21.5 换能器技术 43

21.6 反射物体模型 44

21.7 伪影 45

21.8 TOF测距 45

21.9 回声波形编码 48

21.10 回声波形处理 50

21.11 CTFM声呐 51

21.12 多脉冲声呐 53

21.13 声呐环 54

21.14 运动影响 55

21.15 仿生声呐 57

21.16 总结 58

参考文献 58

第22章 距离传感器 61

22.1 距离传感的基础知识 61

22.2 距离配准 69

22.3 导航与地形分类 75

22.4 结论与扩展阅读 77

参考文献 78

第23章 三维视觉及识别 81

23.1 三维视觉和基于视觉的实时定位与地图重建 82

23.2 识别 87

23.3 结论及扩展阅读 93

参考文献 93

第24章 视觉伺服与视觉跟踪 97

24.1 视觉伺服的基本要素 97

24.2 基于图像的视觉伺服 98

24.3 基于位置的视觉伺服 105

24.4 先进方法 106

24.5 性能优化与规划 108

24.6 3-D参数估计 110

24.7 目标跟踪 110

24.8 关节空间控制的Eye- in- Hand和Eye- to- Hand系统 111

24.9 结论 112

参考文献 112

第25章 多传感器数据融合 115

25.1 多传感器数据融合方法 115

25.2 多传感器融合架构 126

25.3 应用 130

25.4 结论 133

参考文献 134

第4篇 操作与接口 139

第26章 面向操作任务的运动 139

26.1 概述 139

26.2 任务级控制 141

26.3 操作规划 144

26.4 装配运动 149

26.5 集成反馈控制和规划 153

26.6 结论与扩展阅读 156

参考文献 157

第27章 接触环境的建模与作业 163

27.1 概述 163

27.2 刚体接触运动学 164

27.3 力和摩擦力 167

27.4 考虑摩擦时的刚体力学 169

27.5 推操作 172

27.6 接触面及其建模 173

27.7 摩擦限定面 174

27.8 抓取和夹持器设计中的接触问题 177

27.9 结论与扩展阅读 178

参考文献 179

第28章 抓取 182

28.1 背景 182

28.2 模型与定义 182

28.3 可控制的转动和扭转 187

28.4 约束分析 190

28.5 范例 195

28.6 结论与扩展阅读 203

参考文献 204

第29章 合作机械手 207

29.1 发展历史概述 207

29.2 运动学和静力学 208

29.3 协同工作空间 211

29.4 动力学及负载分配 212

29.5 工作空间分析 214

29.6 控制 214

29.7 结论与扩展阅读 217

参考文献 217

第30章 触觉学 220

30.1 概述 220

30.2 触觉装置设计 224

30.3 触觉再现 226

30.4 触觉界面的控制和稳定 228

30.5 触觉显示 229

30.6 结论与展望 232

参考文献 233

第31章 遥操作机器人 237

31.1 综述 237

31.2 遥操作机器人系统及其应用 238

31.3 控制结构 241

31.4 双向控制和力反馈控制 245

31.5 结论 248

参考文献 248

第32章 网络遥操作机器人 251

32.1 综述与背景 251

32.2 简要回顾 252

32.3 通信与网络 253

32.4 结论与展望 259

参考文献 260

第33章 人体机能增强型外骨骼 262

33.1 外骨骼系统简述 262

33.2 上肢外骨骼 264

33.3 智能辅助装置 265

33.4 用于上肢外骨骼增强的控制结构 266

33.5 智能辅助装置的应用 267

33.6 下肢外骨骼 268

33.7 外骨骼的控制策略 269

33.8 下肢外骨骼设计中的要点 272

33.9 现场就绪的外骨骼系统 276

33.10 结论与扩展阅读 277

参考文献 277

第5篇 移动式和分布式机器人技术 283

第34章 轮式机器人运动控制 283

34.1 背景 283

34.2 控制模型 285

34.3 面向完整性系统的控制方法的适应性 287

34.4 非完整系统的特定方法 289

34.5 补充材料和参考文献指南 303

参考文献 304

第35章 运动规划和避障 307

35.1 非完整移动机器人：运动规划满足控制理论 308

35.2 运动学约束与可控性 308

35.3 运动规划和小规模控制 309

35.4 局部转向函数与小规模的控制性 310

35.5 机器人和拖车 313

35.6 近似方法 314

35.7 从路径规划到避障 315

35.8 避障定义 315

35.9 避障技术 316

35.10 避障中机器人的外形特征、运动学和动力学 321

35.11 整合规划—反应 322

35.12 结论、未来发展方向与扩展阅读 324

参考文献 325

第36章 环境建模 327

36.1 历史性回顾 327

36.2 室内和结构化环境的建模 328

36.3 自然环境和地形建模 332

36.4 动态环境 338

36.5 结论与扩展阅读 339

参考文献 339

第37章 同时定位与建图 342

37.1 概述 342

37.2 SLAM：问题定义 343

37.3 三种主要的SLAM方法 345

37.4 结论和未来的挑战 353

37.5 扩展阅读建议 354

参考文献 354

第38章 基于行为的系统 358

38.1 机器人控制方法 358

38.2 基于行为的系统的基本原理 360

38.3 基础行为 362

38.4 基于行为系统中的表示法 362

38.5 基于行为系统中的学习 363

38.6 后续工作 366

38.7 结论与扩展阅读 369

参考文献 369

第39章 分布式和单元式机器人 373

39.1 运动模块化 373

39.2 机器人操纵的模块化 376

39.3 几何重组型机器人系统的模块化 377

39.4 鲁棒性模块化 378

39.5 结论与扩展阅读 379

参考文献 379

第40章 多机器人系统 381

40.1 背景 381

40.2 多机器人系统的体系结构 382

40.3 通信 384

40.4 群体机器人 385

40.5 不均匀系统 386

40.6 任务分配 388

40.7 学习 389

40.8 应用 390

40.9 结论与扩展阅读 392

参考文献 392

第41章 网络机器人 398

41.1 概述 398

41.2 技术发展水平和潜力 400

41.3 研究面临的挑战 402

41.4 控制 403

41.5 控制通信 403

41.6 感知通信 404

41.7 感知控制 405

41.8 通信控制 406

41.9 结论与扩展阅读 407

参考文献 407