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