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機器人學譯叢現(xiàn)代機器人學:機構.規(guī)劃與控制 版權信息
- ISBN：9787111639848
- 條形碼：9787111639848 ; 978-7-111-63984-8
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
機器人學譯叢現(xiàn)代機器人學:機構.規(guī)劃與控制 本書特色
本書系統(tǒng)地介紹了機器人學的基礎理論知識，重心放在機器人機構、規(guī)劃與控制三個方面，為機器人學的入門教材，可納入到機器人導論的范疇。
全書以現(xiàn)代數學分支之一——旋量理論為工具和橋梁，銜接全書知識體系。這既是書名定位為現(xiàn)代機器人學的主要依據，也是本書區(qū)別其他機器人導論類教材的重要特征。
全書總共13章，第1章為緒論。第2章主要介紹與機器人機構有關的若干基本概念，第3章作為全書的理論基礎，詳細討論如何應用旋量理論構建剛體運動模型的過程；第4?7章主要講述有關機器人運動學方面的基礎內容，包括開鏈機器人正向運動學（第4章）、一階運動學與靜力學（第5章）、逆向運動學（第6章）和并聯(lián)機器人運動學（第7章）。第8?11章主要講述有關機器人動力學、規(guī)劃與控制方面的基礎內容，包括開鏈機器人動力學建模（第8章）、軌跡生成（第9章）與運動規(guī)劃算法（第10章）以及經典的機器人控制方法等（第11章）。第12?13章主要介紹機器人的兩種典型形態(tài)—操作手與移動機器人的基礎知識與原理。此外，作為正文的補充，增加了4個附錄內容，包括全書重要結論、剛體姿態(tài)描述方法、D-H參數法以及優(yōu)化算法等。
本書可作為高年級機器人工程專業(yè)本科專業(yè)教材或研究生教材，也可作為相關科研人員與工程技術人員參考用書。
機器人學譯叢現(xiàn)代機器人學:機構.規(guī)劃與控制 內容簡介
本書系統(tǒng)地介紹了機器人學的基礎理論知識，重心放在機器人機構、規(guī)劃與控制三個方面，為機器人學的入門教材，可納入到機器人導論的范疇。全書以現(xiàn)代數學分支之一——旋量理論為工具和橋梁，銜接全書知識體系。這既是書名定位為現(xiàn)代機器人學的主要依據，也是本書區(qū)別其他機器人導論類教材的重要特征。全書總共13章，章為緒論。第2章主要介紹與機器人機構有關的若干基本概念，第3章作為全書的理論基礎，詳細討論如何應用旋量理論構建剛體運動模型的過程；第4?7章主要講述有關機器人運動學方面的基礎內容，包括開鏈機器人正向運動學（第4章）、一階運動學與靜力學（第5章）、逆向運動學（第6章）和并聯(lián)機器人運動學（第7章）。第8?11章主要講述有關機器人動力學、規(guī)劃與控制方面的基礎內容，包括開鏈機器人動力學建模（第8章）、軌跡生成（第9章）與運動規(guī)劃算法（0章）以及經典的機器人控制方法等（1章）。2?13章主要介紹機器人的兩種典型形態(tài)—操作手與移動機器人的基礎知識與原理。此外，作為正文的補充，增加了4個附錄內容，包括全書重要結論、剛體姿態(tài)描述方法、D-H參數法以及優(yōu)化算法等。本書可作為高年級機器人工程專業(yè)本科專業(yè)教材或研究生教材，也可作為相關科研人員與工程技術人員參考用書。
機器人學譯叢現(xiàn)代機器人學:機構.規(guī)劃與控制 目錄
譯者序
序一
序二
前言
作譯者簡介
第1章 緒論 1
第2章 位形空間 8
2.1 剛體的自由度 9
2.2 機器人的自由度 10
2.3 位形空間：拓撲與表達 15
2.4 位形與速度約束 18
2.5 任務空間與工作空間 21
2.6 本章小結 23
2.7 推薦閱讀 24
習題 24
第3章 剛體運動 34
3.1 平面內的剛體運動 36
3.2 旋轉與角速度 40
3.3 剛體運動與運動旋量 53
3.4 力旋量 67
3.5 本章小結 68
3.6 軟件 69
3.7 推薦閱讀 70
習題 71
第4章 正向運動學 84
4.1 指數積公式 86
4.2 通用機器人的描述格式 94
4.3 本章小結 98
4.4 軟件 99
4.5 推薦閱讀 99
習題 99
第5章 一階運動學與靜力學 106
5.1 機器人雅可比 110
5.2 開鏈機器人的靜力學 118
5.3 奇異性分析 119
5.4 可操作度 122
5.5 本章小結 124
5.6 軟件 125
5.7 推薦閱讀 125
習題 125
第6章 逆運動學 134
6.1 逆運動學的解析求解 135
6.2 逆運動學的數值求解 138
6.3 逆向速度運動學 142
6.4 有關閉環(huán)的一點說明 143
6.5 本章小結 144
6.6 軟件 144
6.7 推薦閱讀 144
習題 145
第7章 閉鏈運動學 150
7.1 正、逆運動學 151
7.2 微分運動學 154
7.3 奇異 157
7.4 本章小結 160
7.5 推薦閱讀 160
習題 161
第8章 開鏈動力學 164
8.1 拉格朗日方程 165
8.2 單剛體動力學 172
8.3 牛頓–歐拉逆動力學 178
8.4 封閉形式的動力學方程 181
8.5 開鏈機器人的正向動力學 183
8.6 任務空間中的動力學 184
8.7 受約束動力學 185
8.8 URDF中的機器人動力學 187
8.9 驅動、傳動和摩擦 187
8.10 本章小結 194
8.11 軟件 197
8.12 推薦閱讀 199
習題 199
第9章 軌跡生成 202
9.1 定義 202
9.2 點到點的軌跡 202
9.3 多項式中間點的軌跡 208
9.4 時間*優(yōu)的時間標度 209
9.5 本章小結 215
9.6 軟件 216
9.7 推薦閱讀 217
習題 217
第10章 運動規(guī)劃 221
10.1 運動規(guī)劃概述 221
10.2 基礎知識 224
10.3 完整路徑規(guī)劃器 231
10.4 網格方法 232
10.5 采樣方法 239
10.6 虛擬勢場 244
10.7 非線性優(yōu)化 248
10.8 平滑 249
10.9 本章小結 250
10.10 推薦閱讀 251
習題 253
第11章 機器人控制 255
11.1 控制系統(tǒng)概述 255
11.2 誤差動力學 256
11.3 速度輸入的運動控制 261
11.4 力或力矩輸入的運動控制 267
11.5 力控制 276
11.6 運動–力混合控制 278
11.7 阻抗控制 281
11.8 底層的關節(jié)力/力矩控制 283
11.9 其他議題 285
11.10 本章小結 286
11.11 軟件 287
11.12 推薦閱讀 288
習題 288
第12章 抓握和操作 294
12.1 接觸運動學 295
12.2 接觸力和摩擦力 309
12.3 操作 316
12.4 本章小結 321
12.5 推薦閱讀 321
習題 322
第13章 輪式移動機器人 328
13.1 輪式移動機器人的類型 328
13.2 全向輪式移動機器人 329
13.3 非完整輪式移動機器人 333
13.4 里程計測距 350
13.5 移動操作 352
13.6 本章小結 354
13.7 推薦閱讀 355
習題 356
附錄A 重要公式匯總 363
附錄B 轉動的其他表示方法 369
附錄C D-H參數法 376
附錄D 優(yōu)化和拉格朗日乘子 383
參考文獻 385
索引 394
序一
序二
前言
作譯者簡介
第1章 緒論 1
第2章 位形空間 8
2.1 剛體的自由度 9
2.2 機器人的自由度 10
2.3 位形空間：拓撲與表達 15
2.4 位形與速度約束 18
2.5 任務空間與工作空間 21
2.6 本章小結 23
2.7 推薦閱讀 24
習題 24
第3章 剛體運動 34
3.1 平面內的剛體運動 36
3.2 旋轉與角速度 40
3.3 剛體運動與運動旋量 53
3.4 力旋量 67
3.5 本章小結 68
3.6 軟件 69
3.7 推薦閱讀 70
習題 71
第4章 正向運動學 84
4.1 指數積公式 86
4.2 通用機器人的描述格式 94
4.3 本章小結 98
4.4 軟件 99
4.5 推薦閱讀 99
習題 99
第5章 一階運動學與靜力學 106
5.1 機器人雅可比 110
5.2 開鏈機器人的靜力學 118
5.3 奇異性分析 119
5.4 可操作度 122
5.5 本章小結 124
5.6 軟件 125
5.7 推薦閱讀 125
習題 125
第6章 逆運動學 134
6.1 逆運動學的解析求解 135
6.2 逆運動學的數值求解 138
6.3 逆向速度運動學 142
6.4 有關閉環(huán)的一點說明 143
6.5 本章小結 144
6.6 軟件 144
6.7 推薦閱讀 144
習題 145
第7章 閉鏈運動學 150
7.1 正、逆運動學 151
7.2 微分運動學 154
7.3 奇異 157
7.4 本章小結 160
7.5 推薦閱讀 160
習題 161
第8章 開鏈動力學 164
8.1 拉格朗日方程 165
8.2 單剛體動力學 172
8.3 牛頓–歐拉逆動力學 178
8.4 封閉形式的動力學方程 181
8.5 開鏈機器人的正向動力學 183
8.6 任務空間中的動力學 184
8.7 受約束動力學 185
8.8 URDF中的機器人動力學 187
8.9 驅動、傳動和摩擦 187
8.10 本章小結 194
8.11 軟件 197
8.12 推薦閱讀 199
習題 199
第9章 軌跡生成 202
9.1 定義 202
9.2 點到點的軌跡 202
9.3 多項式中間點的軌跡 208
9.4 時間*優(yōu)的時間標度 209
9.5 本章小結 215
9.6 軟件 216
9.7 推薦閱讀 217
習題 217
第10章 運動規(guī)劃 221
10.1 運動規(guī)劃概述 221
10.2 基礎知識 224
10.3 完整路徑規(guī)劃器 231
10.4 網格方法 232
10.5 采樣方法 239
10.6 虛擬勢場 244
10.7 非線性優(yōu)化 248
10.8 平滑 249
10.9 本章小結 250
10.10 推薦閱讀 251
習題 253
第11章 機器人控制 255
11.1 控制系統(tǒng)概述 255
11.2 誤差動力學 256
11.3 速度輸入的運動控制 261
11.4 力或力矩輸入的運動控制 267
11.5 力控制 276
11.6 運動–力混合控制 278
11.7 阻抗控制 281
11.8 底層的關節(jié)力/力矩控制 283
11.9 其他議題 285
11.10 本章小結 286
11.11 軟件 287
11.12 推薦閱讀 288
習題 288
第12章 抓握和操作 294
12.1 接觸運動學 295
12.2 接觸力和摩擦力 309
12.3 操作 316
12.4 本章小結 321
12.5 推薦閱讀 321
習題 322
第13章 輪式移動機器人 328
13.1 輪式移動機器人的類型 328
13.2 全向輪式移動機器人 329
13.3 非完整輪式移動機器人 333
13.4 里程計測距 350
13.5 移動操作 352
13.6 本章小結 354
13.7 推薦閱讀 355
習題 356
附錄A 重要公式匯總 363
附錄B 轉動的其他表示方法 369
附錄C D-H參數法 376
附錄D 優(yōu)化和拉格朗日乘子 383
參考文獻 385
索引 394
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機器人學譯叢現(xiàn)代機器人學:機構.規(guī)劃與控制 作者簡介
凱文·M·林奇（Kevin M. Lynch）
IEEE會士，1989年在普林斯頓大學獲得電子工程學學士學位，1996年在卡內基梅隆大學獲得機器人學博士學位。1997年開始一直在西北大學擔任教職，先后也在加州理工大學、卡內基梅隆大學、日本筑波大學和中國東北大學擔任兼職教授。主要研究方向是機器人操作與移動的動力學、運動規(guī)劃與控制，自組織多智能體系統(tǒng)，人機物理交互系統(tǒng)等。獲得IEEE機器人學與自動化學會的早期職業(yè)獎，西北大學杰出教學獎，現(xiàn)為IEEE Robotics and Automation Letter高級編輯，ICRA主編。著有3部教材。
樸鐘宇（Frank C. Park）
IEEE會士，1985年在MIT獲得電子工程學學士學位，1991年在哈佛大學獲得應用數學博士學位。之后到加州大學爾灣分校擔任教職。從1995年開始擔任首爾國立大學機械與航空工程系教授。主要研究方向是機器人機構學、規(guī)劃與控制、視覺與圖像處理，以及與應用數學相關的領域。一直擔任IEEE機器人學與自動化學會杰出講師，紐約大學古蘭特學院、佐治亞理工學院交互計算系、以及香港科技大學機器人研究所兼職教授，F(xiàn)為IEEE Transactions on Robotics主編，MOOC課程《機器人機構學與控制I和II》的開發(fā)者。
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