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第1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

第10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

第11章 运动规划282

11.1 C-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

第12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

第13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

第1.4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

第15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

第16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

第17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GPS429

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