機器人學(xué)：建模、規劃與控制/國外名校最新教材精選簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘

編輯推薦:　　《機器人學(xué):建模、規劃與控制》基本原理與技術(shù)方面主要集中在前六章，關(guān)注的是機械手結構，包括運動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)與軌跡規劃，機器人執行元件、傳感器、控制單元技術(shù)。接下來(lái)的六章是提高部分的內容，主要是機械手動(dòng)力學(xué)和運動(dòng)控制、根據外部傳感器數據（力與視覺(jué)）與環(huán)境交互、移動(dòng)機器人與運動(dòng)規劃。

內容簡(jiǎn)介:

　　《機器人學(xué):建模、規劃與控制》在闡述機器人學(xué)基礎知識的基礎上介紹了機器人學(xué)的基本技術(shù)——建模、規劃與控制。全書(shū)內容包括機器人運動(dòng)學(xué)、微分運動(dòng)學(xué)與靜力學(xué)、軌跡規劃、執行器與傳感器、控制體系、機器人動(dòng)力學(xué)、運動(dòng)控制、力控制、視覺(jué)伺服以及移動(dòng)機器人、機器人運動(dòng)規劃等。為了向學(xué)生傳授實(shí)用技能，全書(shū)穿插有大量精心安排的實(shí)例和一些案例研究，其中多數進(jìn)行了仿真?！稒C器人學(xué):建模、規劃與控制》中提出了許多研究性問(wèn)題，并介紹和解釋了如何采用恰當的工具尋求和獲得面向工程的解決方案。此外，《機器人學(xué):建模、規劃與控制》每章末附有習題，供讀者進(jìn)一步思考和鞏固所學(xué)內容；附錄部分給出了線(xiàn)性代數、剛體力學(xué)、反饋控制、微分幾何、圖搜索算法等相關(guān)內容；《器人學(xué):建模、規劃與控制》還配有電子版的題解手冊，包含了計算機求解問(wèn)題的MATLAB源代碼，可免費提供給采用《機器人學(xué):建模、規劃與控制》作為教材的教師。

目錄:叢書(shū)序 前言 第1章引言 1.1機器人學(xué) 1.2機器人機械結構 1.2.1機器人機械手 1.2.2移動(dòng)機器人 1.3工業(yè)機器人學(xué) 1.4先進(jìn)機器人學(xué) 1.4.1野外機器人 1.4.2服務(wù)機器人 1.5機器人建模、規劃與控制 1.5.1建模 1.5.2規劃 1.5.3控制 參考資料 第2章運動(dòng)學(xué) 2.1剛體的姿態(tài) 2.2旋轉矩陣 2.2.1基本旋轉 2.2.2向量的表示 2.2.3向量的旋轉 2.3旋轉矩陣的合成 2.4歐拉角 2.4.1ZYZ角 2.4.2RPY角 2.5角和軸 2.6單位四元數 2.7齊次變換 2.8正運動(dòng)學(xué) 2.8.1開(kāi)鏈 2.8.2Denavit—Hartenberg法 2.8.3閉鏈 2.9典型機械手結構運動(dòng)學(xué) 2.9.1三連桿平面臂 2.9.2平行四邊形臂 2.9.3球形臂 2.9.4擬人臂 2.9.5球形腕 2.9.6斯坦福機械手 2.9.7帶球形腕的擬人臂 2.9.8DLR機械手 2.9.9類(lèi)人機械手 2.10關(guān)節空間與操作空間 2.10.1工作空間 2.10.2運動(dòng)學(xué)冗余 2.11運動(dòng)學(xué)標定 2.12逆運動(dòng)學(xué)問(wèn)題 2.12.1三連桿平面臂的求解 2.12.2帶球形腕機械手的求解 2.12.3球形臂的求解 2.12.4擬人臂的求解 2.12.5球形腕的求解 參考資料 習題 第3章微分運動(dòng)學(xué)和靜力學(xué) 3.1幾何雅可比矩陣 3.1.1旋轉矩陣求導 3.1.2連桿速度 3.1.3雅可比矩陣計算 3.2典型機械手結構的雅可比矩陣 3.2.1三連桿平面臂 3.2.2擬人臂 3.2.3斯坦福機械手 3.3運動(dòng)學(xué)奇點(diǎn) 3.3.1奇點(diǎn)解耦 3.3.2腕奇點(diǎn) 3.3.3臂奇點(diǎn) 3.4冗余分析 3.5逆微分運動(dòng)學(xué) 3.5.1冗余機械手 3.5.2運動(dòng)學(xué)奇點(diǎn) 3.6分析雅可比矩陣 3.7逆運動(dòng)學(xué)算法 3.7.1（廣義—）逆雅可比矩陣 3.7.2雅可比矩陣轉置 3.7.3方向誤差 3.7.4二階算法 3.7.5逆運動(dòng)學(xué)算法之間的對比 3.8靜力學(xué) 3.8.1運動(dòng)靜力學(xué)二元性 3.8.2速度和力變換 3.8.3閉鏈 3.9可操縱性橢球體 參考資料 習題 第4章軌跡規劃 4.1路徑和軌跡 4.2關(guān)節空間軌跡 4.2.1點(diǎn)對點(diǎn)運動(dòng) 4.2.2通過(guò)系列點(diǎn)的運動(dòng) 4.3操作空間軌跡 4.3.1路徑基元 4.3.2位置 4.3.3指向 參考資料 習題 第5章執行器與傳感器 5.1關(guān)節執行系統 5.1.1傳動(dòng)裝置 5.1.2伺服發(fā)動(dòng)機 5.1.3功率放大器 5.1.4能源 5.2驅動(dòng) 5.2.1電氣驅動(dòng) 5.2.2液壓驅動(dòng) 5.2.3傳動(dòng)裝置影響 5.2.4位置控制 5.3本體傳感器 5.3.1位置傳感器 5.3.2速度傳感器 5.4外部傳感器 5.4.1力傳感器 5.4.2距離傳感器 5.4.3視覺(jué)傳感器 參考資料 習題 第6章控制體系 6.1功能體系 6.2編程環(huán)境 6.2.1示教 6.2.2面向機器人編程 6.3硬件體系 參考資料 習題 第7章動(dòng)力學(xué) 7.1拉格朗日公式 7.1.1動(dòng)能計算 7.1.2勢能計算 7.1.3運動(dòng)方程 7.2動(dòng)力學(xué)模型的典型性質(zhì) 7.2.1矩陣陣B—2C的反對稱(chēng)性 7.2.2動(dòng)力學(xué)參數的線(xiàn)性性 7.3簡(jiǎn)單機械手結構的動(dòng)力學(xué)模型 7.3.1兩連桿笛卡兒臂 7.3.2兩連桿平面臂 7.3.3平行四邊形臂 7.4動(dòng)力學(xué)參數辨識 7.5牛頓—歐拉公式 7.5.1連桿加速度 7.5.2遞歸算法 7.5.3示例 7.6動(dòng)力學(xué)正解與逆解問(wèn)題 7.7軌跡的動(dòng)態(tài)標度 7.8操作空間動(dòng)力學(xué)模型 7.9動(dòng)力學(xué)可操作橢球 參考資料 習題 第8章運動(dòng)控制 8.1控制問(wèn)題 8.2關(guān)節空間控制 8.3分散控制 8.3.1獨立關(guān)節控制 8.3.2分散前饋補償 8.4計算轉矩前饋控制 8.5集中控制 8.5.1重力補償PD控制 8.5.2逆動(dòng)力學(xué)控制 8.5.3魯棒控制 8.5.4自適應控制 8.6操作空間控制 8.6.1總體方案 8.6.2重力補償PD控制 8.6.3逆動(dòng)力學(xué)控制 8.7不同控制方案的比較 參考資料 習題 第9章力控制 9.1機械手與外部環(huán)境的交互 9.2柔量控制 9.2.1被動(dòng)柔量 9.2.2主動(dòng)柔量 9.3阻抗控制 9.4力控制 9.4.1包含內位置回路的力控制 9.4.2包含內速度回路的力控制 9.4.3并聯(lián)力／位置控制 9.5約束運動(dòng) 9.5.1剛性環(huán)境 9.5.2柔性環(huán)境 9.6自然約束與人工約束 9.6.1任務(wù)分析 9.7混合力／力矩控制 9.7.1柔性環(huán)境 9.7.2剛性環(huán)境 參考資料 習題 第10章視覺(jué)伺服系統 10.1用于控制的視覺(jué) 10.1.1視覺(jué)系統配置 10.2圖像處理 10.2.1圖像分割 10.2.2圖像解釋 10.3位姿估計 10.3.1解析解 10.3.2相互作用矩陣 10.3.3算法解 10.4立體視覺(jué) 10.4.1核面幾何 10.4.2三角測量 10.4.3絕對定向 10.4.4根據平面單應性實(shí)現的3D重建 10.5相機標定 10.6視覺(jué)伺服問(wèn)題 10.7基于位置的視覺(jué)伺服 10.7.1重力補償PD控制 10.7.2速度分解控制 10.8基于圖像的視覺(jué)伺服 10.8.1重力補償PD控制 10.8.2速度分解控制 10.9不同控制方案之間的比較 10.10復合視覺(jué)伺服 參考資料 習題 第11章移動(dòng)機器人 11.1非完整約束 11.1.1可積性條件 11.2運動(dòng)學(xué)模型 11.2.1獨輪車(chē) 11.2.2兩輪車(chē) 11.3鏈式系統 11.4動(dòng)力學(xué)模型 11.5規劃 11.5.1規劃和時(shí)間律 11.5.2平滑輸出 11.5.3路徑規劃 11.5.4軌跡規劃 11.5.5最優(yōu)軌跡 11.6運動(dòng)控制 11.6.1軌跡跟蹤 11.6.2校正 11.7里程定位 參考資料 習題 第12章運動(dòng)規劃 12.1問(wèn)題的規范描述 12.2位形空間 12.2.1距離 12.2.2障礙 12.2.3障礙舉例 12.3基于回縮的路徑規劃 12.4基于單元分解的路徑規劃 12.4.1精確分解 12.4.2近似分解 12.5概率規劃 12.5.1PRM方法 12.5.2雙向RRT方法 12.6基于人工勢場(chǎng)的規劃方法 12.6.1引力勢場(chǎng) 12.6.2斥力勢場(chǎng) 12.6.3總勢場(chǎng) 12.6.4規劃方法 12.6.5局部極小值問(wèn)題 12.7機器人機械手情形 參考資料 習題 附錄A線(xiàn)性代數 A.1定義 A.2矩陣運算 A.3向量運算 A.4線(xiàn)性變換 A.5特征值與特征向量 A.6雙線(xiàn)性型與二次型 A.7廣義逆 A.8奇異值分解 參考資料 附錄B剛體力學(xué) B.1運動(dòng)學(xué) B.2動(dòng)力學(xué) B.3功與能 B.4約束系統 參考資料 附錄C反饋控制 C.1線(xiàn)性系統單輸入／單輸出控制 C.2非線(xiàn)性機械系統的控制 C.3李亞普諾夫直接法 參考資料 附錄D微分幾何 D.1向量場(chǎng)與李氏括號 D.2非線(xiàn)性可控性 參考資料 附錄E圖搜索算法 E.1復雜度 E.2廣度優(yōu)先搜索和深度優(yōu)先搜索 E.3A算法 參考資料 參考文獻 索引