四足仿生機器人基本原理及開發教程 李彬 陳騰 9787302640226 【台灣高等教育出版社】

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物品所在地:中國大陸
原出版社:清華大學
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書名:四足仿生機器人基本原理及開發教程
ISBN:9787302640226
出版社:清華大學
著編譯者:李彬 陳騰
叢書名:機器人科學與技術叢書
頁數:291
所在地:中國大陸 *此為代購商品
書號:1584621
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內容簡介

以四足哺乳動物為仿生對象,構造具有高動態性和強複雜環境適應性的四足機器人一直是機器人領域的研究熱點。本書系統地介紹了電機驅動四足仿生機器人的基本理論和穩定運動控制的主要方法,力求能夠較好地促進國內四足機器人研究的普及和應用落地。本著「持續開源、合作共建」的思想,結合四足機器人實際物理平台和開源的軟體平台,本書分為三部分:基礎理論、技術實現和研究提高,共包括13章,其中第1∼8章介紹基礎理論,第9、10章介紹技術實現,第11、12章介紹研究進階,主要講述基於MPC+WBC的四足機器人高級運動控制方法,第13章介紹模擬實驗。 本書既可供機器人相關專業的研究生或高年級本科生閱讀和作為競賽參考,也可供相關領域的工程技術人員參考。

作者簡介

李彬,齊魯工業大學(山東省科學院)數學與人工智慧學部教授、碩士生導師,山東省自動化學會常務理事、山東省青年創新團隊「機器人-環境智能交互團隊」負責人。主持國家自然科學基金2項,山東省重點研發計劃項目1項,山東省自然科學基金2項,發表論文50餘篇,出版專著1部。

目錄

第1章 緒論
1 1 四足機器人的發展現狀
1 2 四足機器人的發展趨勢
習題
第2章 四足機器人運動學分析
2 1 機器人運動學基礎
2 1 1 點的齊次坐標
2 1 2 平面的齊次坐標
2 1 3 旋轉矩陣
2 1 4 旋轉齊次變換
2 1 5 平移齊次變換
2 1 6 齊次變換矩陣
2 2 齊次變換矩陣性質
2 2 1 齊次變換矩陣相乘
2 2 2 齊次變換矩陣的相對性
2 2 3 齊次變換矩陣的可逆性
2 2 4 齊次變換矩陣的封閉性
2 3 機器人連桿參數和連桿坐標系
2 3 1 關節和連桿
2 3 2 連桿坐標系定義
2 3 3 基於D-H方法的連桿坐標系和變換矩陣
2 4 基於D-H坐標系的四足機器人運動學建模
2 4 1 四足機器人運動學分析
2 4 2 右前腿的運動學分析
2 4 3 右後腿的運動學分析
習題
第3章 四足機器人雅可比矩陣與靜力學
3 1 微分運動與廣義速度
3 1 1 微分變換
3 1 2 微分運動
3 1 3 坐標系間的微分關係
3 2 雅可比矩陣
3 3 四足機器人雅可比矩陣的一般求解方法
3 3 1 基於矢量積法的雅可比矩陣計算方法
3 3 2 基於微分變換法的雅可比矩陣計算方法
3 3 3 基於連桿速度法的雅可比矩陣計算方法
3 3 4 雅可比矩陣計算方法的比較
3 4 靜態力
3 4 1 坐標系之間力的變換
3 4 2 力雅可比矩陣
3 4 3 雅可比矩陣的奇異性
習題
第4章 四足機器人動力學分析
4 1 機器人動力學數學基礎
4 2 動能和勢能
4 3 慣性參數
4 3 1 轉動慣量
4 3 2 慣性張量
4 4 機器人動力學建模方法
4 4 1 拉格朗日法
4 4 2 牛頓歐拉法
4 4 3 機器人動力學方程的性質
4 5 四足機器人簡化動力學推導
習題
第5章 四足機器人步態規劃基礎理論
5 1 步態規劃的基本概念
5 2 靜步態規劃方法
5 3 動步態規劃方法
5 4 機器人軌跡規劃與步態生成
5 4 1 機器人軌跡規劃
5 4 2 機器人步態生成方法
習題
第6章 四足機器人路徑規劃演算法
6 1 地圖創建與地形識別
6 2 全局路徑規劃演算法
6 2 1 柵格法
6 2 2 可視圖法
6 2 3 A*演算法
6 2 4 快速擴展隨機樹演算法
6 2 5 BiDirectional快速擴展隨機樹演算法
6 3 局部路徑規劃演算法
6 3 1 人工勢場法
6 3 2 神經網路法
習題
第7章 機器人的基本控制方法
7 1 控制預備知識介紹
7 2 機器人的控制方法及模擬分析
7 2 1 機器人動力學模型
7 2 2 機器人控制方法和控制器設計
習題
第8章 四足機器人穩定性判定方法
8 1 四足機器人步態選擇策略
8 2 四足機器人穩定性基本概念
8 2 1 穩定裕度
8 2 2 占空比
8 2 3 阻力係數
8 3 靜態穩定性判定方法
8 4 動態穩定性判定方法
習題
第9章 四足機器人結構設計與安裝流程
9 1 四足機器人結構設計
9 2 四足機器人安裝流程
9 2 1 電機的裝配
9 2 2 腿部機構的裝配
9 2 3 關節模組的裝配
9 2 4 軀幹的裝配
9 2 5 腿部整體安裝
習題
第10章 四足機器人硬體和電路結構介紹
10 1 執行器
10 2 動力源
10 3 UP board
10 4 遙控器
10 5 SPIne信號轉接板
10 6 接線轉接板
習題
第11章 基於模型預測控制的四足機器人全身運動控制方法
11 1 模型預測控制基礎知識介紹
11 2 MPC控制策略在四足機器人中的應用
11 3 四足機器人整體運動控制框架
11 3 1 一般四足機器人整體運動控制框架
11 3 2 基於MPC的四足機器人運動控制框架
11 4 基於MPC的動態運動控制
11 4 1 MPC控制框架
11 4 2 機器人軀幹簡化動力學建模
11 4 3 MPC實現
11 5 基於MPC方法的運動規劃
11 5 1 步態規劃
11 5 2 足端軌跡規劃
11 5 3 基於MPC方法的步態切換
11 5 4 基於MPC的四足機器人斜坡地形的姿態調整
11 6 基於Webots軟體平台的MPC方法模擬驗證
11 6 1 Ubuntu下Webots模擬環境搭建
11 6 2 多步態運動
11 6 3 斜坡地形測試
11 7 基於四足機器人物理平台的MPC方法實現驗證
習題
第12章 四足機器人運動控製程序框架介紹
12 1 機器人建模程序
12 1 1 機器人模型參數設置
12 1 2 質心動力學模型
12 1 3 浮基座動力學模型
12 2 機器人信息數據輸入
12 3 機器人運動軌跡規劃
12 3 1 步態序列規劃
12 3 2 擺動腿軌跡規劃
12 3 3 機器人狀態軌跡規劃
12 4 機器人控制器設計
12 4 1 MPC控制器
12 4 2 WBC控制器
12 4 3 腿部控制器
12 4 4 關節電機控制器
12 5 狀態估計器
習題
第13章 四足機器人實驗模擬與驗證
13 1 Ubuntu系統環境配置與軟體安裝
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