机器人学 建模、控制与视觉

为适应工业机器人、海陆空机器人和共融机器人快速发展的需要，突出机器人学的综合性、新颖性和前瞻性等特点，《机器人学：建模、控制与视觉》一书分建模、控制与视觉三个部分系统地阐述了机器人学的基础内容。
全书包含十七章。章为概述，介绍机器人的内涵、应用以及机器人学的研究方向。建模部分包括第2章至第7章，系统介绍机器人机构，刚体位姿描述和齐次变换，刚体速度和静力，操作臂运动学、雅可比矩阵和操作臂动力学。控制部分包括第8章至3章，介绍轨迹生成、轨迹控制、力的控制、运动规划、协调控制和自适应控制。视觉部分包括4章至7章，介绍视觉图像处理、视觉运动控制、轮式移动机器人和飞行机器人。

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）
0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）
1章 运动规划（282）
11.1 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）
2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）
3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）
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）
5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）
6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）
7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）