机器人智能运动规划技术

本书以机器人智能决策与轨迹规划方法为研究对象，将机器人系统执行任务过程中的非确定性分为加工几何对象信息非确定性、动态特性非确定性以及运动与传感非确定性三大类，分别加以介绍和分析，阐明了机器人智能运动规划技术的实现途径。 本书可供机器人自主运动决策和智能规划的研发和学习人员参考，也可供自动化、机械更相关专业的工作人员阅读。

祁若龙，男，1983年6月生，博士，沈阳建筑大学副教授，硕士研究生导师。大连理工大学机械电子专业学士学位；大连理工大学机械制造及其自动化专业硕士学位；中国科学院大学模式识别与智能系统专业博士学位。2008年2月，进入中国科学院沈阳自动化研究所工作，从事空间机器人及空间站自动化装备研发；主持和参与国家空间站建设项目、数控重大专项、国防973课题、国家自然科学基金等国家和省部级课题20余项。获得中国科学院青年促进人才计划、2016年中科院机器人创新院青年学术报告1等奖、2016年辽宁省百千万人才“万人”层次、2018年沈阳市高级人才等荣誉；发表SCI、EI论文20余篇。 张珂，男，1969年9月生，博士，沈阳建筑大学二级教授，博士研究生导师、副校长。第十三届全国人大代表，沈阳市特等劳动模范。教育部“长江学者”特聘教授、国家“万人计划”百千万工程领军人才、国务院特殊津贴专家、辽宁省高校攀登学者、辽宁省特聘教授、教育部新世纪人才、沈阳市创新型领军人才。近年来，承担完成国家自然科学基金、国家科技支撑计划、国家“十三五”重点研发计划等国家及省部级以上科研课题60余项。获得国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖、中国专利金奖、华夏建设二等奖等科技奖励16项。

前言 第1章导论 11背景及意义 12机器人运动规划研究现状及趋势 121机器人加工对象几何信息非确定性轨迹规划研究现状 122机器人运动动态特性非确定性轨迹规划研究现状 123机器人运动与传感非确定性轨迹规划研究现状 124机器人开放式运动控制与规划平台研究 13本章小结 第2章机器人高精度加工几何非确定性规划 21加工几何非确定性测量方法 22机器人接触式测量 221测量加工一体化机器人 222接触式测量原理 223测量适应性分析 23五次分段样条拟合 231三次样条边界估计 232五次样条拟合 24轨迹离散插补 25加工法向矢量估计 251伪刀位点法向矢量估计 252刀位点计算 26算法精度测试 27本章小结 第3章机器人运动特性多目标轨迹规划 31引言 32关节空间样条描述 321避障轨迹规划 322轨迹样条描述 33优化参数提取 331中间点参数 332参数提取 333基于快速扩展树的初始估计 34遗传算法优化 341引言 342适应度指标函数 343末端轨迹长度计算 344转矩超限计算 345关节角增量之和计算 346干涉检验 347遗传规则 35本章小结 机器人智能运动规划技术目录第4章机器人运动与传感误差轨迹规划评估 41引言 42机器人非确定性模型 421机器人运动非确定性模型 422机器人传感非确定性模型 423模型线性化表示 43先验概率估计 431卡尔曼滤波估计 432轨迹闭环修正 433轨迹非确定性估计 44误差概率几何表示 441方差几何化过程 442机器人方差的空间映射 45轨迹成功概率评估 451机器人三维碰撞定性评估 452机器人碰撞概率定量计算 453到达目的点成功概率计算 46本章小结 第5章机器人轨迹规划仿真与实验验证 51引言 52机器人运动控制图形仿真平台构建 521控制系统体系构架 522实时数据流方法 523图形系统仿真方法 53机器人离线高精度估计轨迹规划验证 531轨迹规划仿真平台 532机器人高精度加工实验 54机器人运动特性多目标轨迹规划验证 541多目标轨迹规划实验 542轨迹优化过程测试 543实际避障测试 55机器人运动与传感误差轨迹规划验证 551机械臂仿真与实验 552移动机器人仿真与实验 56本章小结 参考文献