机器人学：建模、规划与控制/国外名校最新教材精选

作者: [意] 布鲁诺·西西里安诺著 , [意] 洛伦索·夏维科著 , [意] 路易吉·维拉尼著 , [意] 朱塞佩·奥里奥洛著 , 张国良译 , 曾静译 , 陈励华译 , 敬斌译

出版社: 西安交通大学出版社

出版时间: 2015-11

版次: 1

ISBN: 9787560557847

定价: 86.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 463页

正文语种: 简体中文

原版书名: Robotics:Modelling,Planning and Control

分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>计算机与互联网

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　　《机器人学:建模、规划与控制》在阐述机器人学基础知识的基础上介绍了机器人学的基本技术——建模、规划与控制。全书内容包括机器人运动学、微分运动学与静力学、轨迹规划、执行器与传感器、控制体系、机器人动力学、运动控制、力控制、视觉伺服以及移动机器人、机器人运动规划等。为了向学生传授实用技能，全书穿插有大量精心安排的实例和一些案例研究，其中多数进行了仿真。《机器人学:建模、规划与控制》中提出了许多研究性问题，并介绍和解释了如何采用恰当的工具寻求和获得面向工程的解决方案。此外，《机器人学:建模、规划与控制》每章末附有习题，供读者进一步思考和巩固所学内容；附录部分给出了线性代数、刚体力学、反馈控制、微分几何、图搜索算法等相关内容；《器人学:建模、规划与控制》还配有电子版的题解手册，包含了计算机求解问题的MATLAB源代码，可免费提供给采用《机器人学:建模、规划与控制》作为教材的教师。作者：（意大利）布鲁诺·西西里安诺（Bruno Siciliano）（意大利）洛伦索·夏维科（Lorenzo Sciavicco）（意大利）路易吉·维拉尼（Luigi Villani）（意大利）朱塞佩·奥里奥洛（Giuseppe Oriolo）译者：张国良曾静陈励华敬斌丛书序前言第1章引言1.1机器人学1.2机器人机械结构1.2.1机器人机械手1.2.2移动机器人1.3工业机器人学1.4先进机器人学1.4.1野外机器人1.4.2服务机器人1.5机器人建模、规划与控制1.5.1建模1.5.2规划1.5.3控制参考资料第2章运动学2.1刚体的姿态2.2旋转矩阵2.2.1基本旋转2.2.2向量的表示2.2.3向量的旋转2.3旋转矩阵的合成2.4欧拉角2.4.1ZYZ角2.4.2RPY角2.5角和轴2.6单位四元数2.7齐次变换2.8正运动学2.8.1开链2.8.2Denavit—Hartenberg法2.8.3闭链2.9典型机械手结构运动学2.9.1三连杆平面臂2.9.2平行四边形臂2.9.3球形臂2.9.4拟人臂2.9.5球形腕2.9.6斯坦福机械手2.9.7带球形腕的拟人臂2.9.8DLR机械手2.9.9类人机械手2.10关节空间与操作空间2.10.1工作空间2.10.2运动学冗余2.11运动学标定2.12逆运动学问题2.12.1三连杆平面臂的求解2.12.2带球形腕机械手的求解2.12.3球形臂的求解2.12.4拟人臂的求解2.12.5球形腕的求解参考资料习题第3章微分运动学和静力学3.1几何雅可比矩阵3.1.1旋转矩阵求导3.1.2连杆速度3.1.3雅可比矩阵计算3.2典型机械手结构的雅可比矩阵3.2.1三连杆平面臂3.2.2拟人臂3.2.3斯坦福机械手3.3运动学奇点3.3.1奇点解耦3.3.2腕奇点3.3.3臂奇点3.4冗余分析3.5逆微分运动学3.5.1冗余机械手3.5.2运动学奇点3.6分析雅可比矩阵3.7逆运动学算法3.7.1（广义—）逆雅可比矩阵3.7.2雅可比矩阵转置3.7.3方向误差3.7.4二阶算法3.7.5逆运动学算法之间的对比3.8静力学3.8.1运动静力学二元性3.8.2速度和力变换3.8.3闭链3.9可操纵性椭球体参考资料习题第4章轨迹规划4.1路径和轨迹4.2关节空间轨迹4.2.1点对点运动4.2.2通过系列点的运动4.3操作空间轨迹4.3.1路径基元4.3.2位置4.3.3指向参考资料习题第5章执行器与传感器5.1关节执行系统5.1.1传动装置5.1.2伺服发动机5.1.3功率放大器5.1.4能源5.2驱动5.2.1电气驱动5.2.2液压驱动5.2.3传动装置影响5.2.4位置控制5.3本体传感器5.3.1位置传感器5.3.2速度传感器5.4外部传感器5.4.1力传感器5.4.2距离传感器5.4.3视觉传感器参考资料习题第6章控制体系6.1功能体系6.2编程环境6.2.1示教6.2.2面向机器人编程6.3硬件体系参考资料习题第7章动力学7.1拉格朗日公式7.1.1动能计算7.1.2势能计算7.1.3运动方程7.2动力学模型的典型性质7.2.1矩阵阵B—2C的反对称性7.2.2动力学参数的线性性7.3简单机械手结构的动力学模型7.3.1两连杆笛卡儿臂7.3.2两连杆平面臂7.3.3平行四边形臂7.4动力学参数辨识7.5牛顿—欧拉公式7.5.1连杆加速度7.5.2递归算法7.5.3示例7.6动力学正解与逆解问题7.7轨迹的动态标度7.8操作空间动力学模型7.9动力学可操作椭球参考资料习题第8章运动控制8.1控制问题8.2关节空间控制8.3分散控制8.3.1独立关节控制8.3.2分散前馈补偿8.4计算转矩前馈控制8.5集中控制8.5.1重力补偿PD控制8.5.2逆动力学控制8.5.3鲁棒控制8.5.4自适应控制8.6操作空间控制8.6.1总体方案8.6.2重力补偿PD控制8.6.3逆动力学控制8.7不同控制方案的比较参考资料习题第9章力控制9.1机械手与外部环境的交互9.2柔量控制9.2.1被动柔量9.2.2主动柔量9.3阻抗控制9.4力控制9.4.1包含内位置回路的力控制9.4.2包含内速度回路的力控制9.4.3并联力／位置控制9.5约束运动9.5.1刚性环境9.5.2柔性环境9.6自然约束与人工约束9.6.1任务分析9.7混合力／力矩控制9.7.1柔性环境9.7.2刚性环境参考资料习题第10章视觉伺服系统10.1用于控制的视觉10.1.1视觉系统配置10.2图像处理10.2.1图像分割10.2.2图像解释10.3位姿估计10.3.1解析解10.3.2相互作用矩阵10.3.3算法解10.4立体视觉10.4.1核面几何10.4.2三角测量10.4.3绝对定向10.4.4根据平面单应性实现的3D重建10.5相机标定10.6视觉伺服问题10.7基于位置的视觉伺服10.7.1重力补偿PD控制10.7.2速度分解控制10.8基于图像的视觉伺服10.8.1重力补偿PD控制10.8.2速度分解控制10.9不同控制方案之间的比较10.10复合视觉伺服参考资料习题第11章移动机器人11.1非完整约束11.1.1可积性条件11.2运动学模型11.2.1独轮车11.2.2两轮车11.3链式系统11.4动力学模型11.5规划11.5.1规划和时间律11.5.2平滑输出11.5.3路径规划11.5.4轨迹规划11.5.5最优轨迹11.6运动控制11.6.1轨迹跟踪11.6.2校正11.7里程定位参考资料习题第12章运动规划12.1问题的规范描述12.2位形空间12.2.1距离12.2.2障碍12.2.3障碍举例12.3基于回缩的路径规划12.4基于单元分解的路径规划12.4.1精确分解12.4.2近似分解12.5概率规划12.5.1PRM方法12.5.2双向RRT方法12.6基于人工势场的规划方法12.6.1引力势场12.6.2斥力势场12.6.3总势场12.6.4规划方法12.6.5局部极小值问题12.7机器人机械手情形参考资料习题附录A线性代数A.1定义A.2矩阵运算A.3向量运算A.4线性变换A.5特征值与特征向量A.6双线性型与二次型A.7广义逆A.8奇异值分解参考资料附录B刚体力学B.1运动学B.2动力学B.3功与能B.4约束系统参考资料附录C反馈控制C.1线性系统单输入／单输出控制C.2非线性机械系统的控制C.3李亚普诺夫直接法参考资料附录D微分几何D.1向量场与李氏括号D.2非线性可控性参考资料附录E图搜索算法E.1复杂度E.2广度优先搜索和深度优先搜索E.3A算法参考资料参考文献索引
内容简介:
　　《机器人学:建模、规划与控制》在阐述机器人学基础知识的基础上介绍了机器人学的基本技术——建模、规划与控制。全书内容包括机器人运动学、微分运动学与静力学、轨迹规划、执行器与传感器、控制体系、机器人动力学、运动控制、力控制、视觉伺服以及移动机器人、机器人运动规划等。为了向学生传授实用技能，全书穿插有大量精心安排的实例和一些案例研究，其中多数进行了仿真。《机器人学:建模、规划与控制》中提出了许多研究性问题，并介绍和解释了如何采用恰当的工具寻求和获得面向工程的解决方案。此外，《机器人学:建模、规划与控制》每章末附有习题，供读者进一步思考和巩固所学内容；附录部分给出了线性代数、刚体力学、反馈控制、微分几何、图搜索算法等相关内容；《器人学:建模、规划与控制》还配有电子版的题解手册，包含了计算机求解问题的MATLAB源代码，可免费提供给采用《机器人学:建模、规划与控制》作为教材的教师。
作者简介:
作者：（意大利）布鲁诺·西西里安诺（Bruno Siciliano）（意大利）洛伦索·夏维科（Lorenzo Sciavicco）（意大利）路易吉·维拉尼（Luigi Villani）（意大利）朱塞佩·奥里奥洛（Giuseppe Oriolo）译者：张国良曾静陈励华敬斌
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丛书序前言第1章引言1.1机器人学1.2机器人机械结构1.2.1机器人机械手1.2.2移动机器人1.3工业机器人学1.4先进机器人学1.4.1野外机器人1.4.2服务机器人1.5机器人建模、规划与控制1.5.1建模1.5.2规划1.5.3控制参考资料第2章运动学2.1刚体的姿态2.2旋转矩阵2.2.1基本旋转2.2.2向量的表示2.2.3向量的旋转2.3旋转矩阵的合成2.4欧拉角2.4.1ZYZ角2.4.2RPY角2.5角和轴2.6单位四元数2.7齐次变换2.8正运动学2.8.1开链2.8.2Denavit—Hartenberg法2.8.3闭链2.9典型机械手结构运动学2.9.1三连杆平面臂2.9.2平行四边形臂2.9.3球形臂2.9.4拟人臂2.9.5球形腕2.9.6斯坦福机械手2.9.7带球形腕的拟人臂2.9.8DLR机械手2.9.9类人机械手2.10关节空间与操作空间2.10.1工作空间2.10.2运动学冗余2.11运动学标定2.12逆运动学问题2.12.1三连杆平面臂的求解2.12.2带球形腕机械手的求解2.12.3球形臂的求解2.12.4拟人臂的求解2.12.5球形腕的求解参考资料习题第3章微分运动学和静力学3.1几何雅可比矩阵3.1.1旋转矩阵求导3.1.2连杆速度3.1.3雅可比矩阵计算3.2典型机械手结构的雅可比矩阵3.2.1三连杆平面臂3.2.2拟人臂3.2.3斯坦福机械手3.3运动学奇点3.3.1奇点解耦3.3.2腕奇点3.3.3臂奇点3.4冗余分析3.5逆微分运动学3.5.1冗余机械手3.5.2运动学奇点3.6分析雅可比矩阵3.7逆运动学算法3.7.1（广义—）逆雅可比矩阵3.7.2雅可比矩阵转置3.7.3方向误差3.7.4二阶算法3.7.5逆运动学算法之间的对比3.8静力学3.8.1运动静力学二元性3.8.2速度和力变换3.8.3闭链3.9可操纵性椭球体参考资料习题第4章轨迹规划4.1路径和轨迹4.2关节空间轨迹4.2.1点对点运动4.2.2通过系列点的运动4.3操作空间轨迹4.3.1路径基元4.3.2位置4.3.3指向参考资料习题第5章执行器与传感器5.1关节执行系统5.1.1传动装置5.1.2伺服发动机5.1.3功率放大器5.1.4能源5.2驱动5.2.1电气驱动5.2.2液压驱动5.2.3传动装置影响5.2.4位置控制5.3本体传感器5.3.1位置传感器5.3.2速度传感器5.4外部传感器5.4.1力传感器5.4.2距离传感器5.4.3视觉传感器参考资料习题第6章控制体系6.1功能体系6.2编程环境6.2.1示教6.2.2面向机器人编程6.3硬件体系参考资料习题第7章动力学7.1拉格朗日公式7.1.1动能计算7.1.2势能计算7.1.3运动方程7.2动力学模型的典型性质7.2.1矩阵阵B—2C的反对称性7.2.2动力学参数的线性性7.3简单机械手结构的动力学模型7.3.1两连杆笛卡儿臂7.3.2两连杆平面臂7.3.3平行四边形臂7.4动力学参数辨识7.5牛顿—欧拉公式7.5.1连杆加速度7.5.2递归算法7.5.3示例7.6动力学正解与逆解问题7.7轨迹的动态标度7.8操作空间动力学模型7.9动力学可操作椭球参考资料习题第8章运动控制8.1控制问题8.2关节空间控制8.3分散控制8.3.1独立关节控制8.3.2分散前馈补偿8.4计算转矩前馈控制8.5集中控制8.5.1重力补偿PD控制8.5.2逆动力学控制8.5.3鲁棒控制8.5.4自适应控制8.6操作空间控制8.6.1总体方案8.6.2重力补偿PD控制8.6.3逆动力学控制8.7不同控制方案的比较参考资料习题第9章力控制9.1机械手与外部环境的交互9.2柔量控制9.2.1被动柔量9.2.2主动柔量9.3阻抗控制9.4力控制9.4.1包含内位置回路的力控制9.4.2包含内速度回路的力控制9.4.3并联力／位置控制9.5约束运动9.5.1刚性环境9.5.2柔性环境9.6自然约束与人工约束9.6.1任务分析9.7混合力／力矩控制9.7.1柔性环境9.7.2刚性环境参考资料习题第10章视觉伺服系统10.1用于控制的视觉10.1.1视觉系统配置10.2图像处理10.2.1图像分割10.2.2图像解释10.3位姿估计10.3.1解析解10.3.2相互作用矩阵10.3.3算法解10.4立体视觉10.4.1核面几何10.4.2三角测量10.4.3绝对定向10.4.4根据平面单应性实现的3D重建10.5相机标定10.6视觉伺服问题10.7基于位置的视觉伺服10.7.1重力补偿PD控制10.7.2速度分解控制10.8基于图像的视觉伺服10.8.1重力补偿PD控制10.8.2速度分解控制10.9不同控制方案之间的比较10.10复合视觉伺服参考资料习题第11章移动机器人11.1非完整约束11.1.1可积性条件11.2运动学模型11.2.1独轮车11.2.2两轮车11.3链式系统11.4动力学模型11.5规划11.5.1规划和时间律11.5.2平滑输出11.5.3路径规划11.5.4轨迹规划11.5.5最优轨迹11.6运动控制11.6.1轨迹跟踪11.6.2校正11.7里程定位参考资料习题第12章运动规划12.1问题的规范描述12.2位形空间12.2.1距离12.2.2障碍12.2.3障碍举例12.3基于回缩的路径规划12.4基于单元分解的路径规划12.4.1精确分解12.4.2近似分解12.5概率规划12.5.1PRM方法12.5.2双向RRT方法12.6基于人工势场的规划方法12.6.1引力势场12.6.2斥力势场12.6.3总势场12.6.4规划方法12.6.5局部极小值问题12.7机器人机械手情形参考资料习题附录A线性代数A.1定义A.2矩阵运算A.3向量运算A.4线性变换A.5特征值与特征向量A.6双线性型与二次型A.7广义逆A.8奇异值分解参考资料附录B刚体力学B.1运动学B.2动力学B.3功与能B.4约束系统参考资料附录C反馈控制C.1线性系统单输入／单输出控制C.2非线性机械系统的控制C.3李亚普诺夫直接法参考资料附录D微分几何D.1向量场与李氏括号D.2非线性可控性参考资料附录E图搜索算法E.1复杂度E.2广度优先搜索和深度优先搜索E.3A算法参考资料参考文献索引

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