第1章 机器人概述 1__eol__1.1 机器人的历史及发展 1__eol__1.2 常见的机器人类型 3__eol__1.2.1 按应用领域分类 3__eol__1.2.2 按运动形式分类 6__eol__1.3 智能机器人相关技术 8__eol__1.3.1 机器人结构 8__eol__1.3.2 机器人运动学 8__eol__1.3.3 机器人动力学 8__eol__1.3.4 机器人轨迹规划 9__eol__1.3.5 机器人控制 9__eol__1.3.6 机器人硬件系统 9__eol__1.3.7 机器人软件系统 10__eol__1.3.8 机器人智能传感器系统 10__eol__1.4 习题 10__eol__第2章 机器人结构设计 11__eol__2.1 机器人结构 11__eol__2.1.1 机身框架 11__eol__2.1.2 机器人关节 14__eol__2.1.3 机器人连杆 16__eol__2.1.4 减速器及传动系统 17__eol__2.1.5 驱动系统及执行器 18__eol__2.2 机器人结构类型 20__eol__2.2.1 机械臂类型 20__eol__2.2.2 移动机器人类型 22__eol__2.3 机器人结构设计案例 24__eol__2.3.1 三轮全向机器人设计 25__eol__2.3.2 三自由度机械臂设计 27__eol__2.4 习题 28__eol____eol__第3章 机器人运动学 29__eol__3.1 机器人运动学概述 29__eol__3.1.1 机器人运动学内容 29__eol__3.1.2 机器人运动学概念 30__eol__3.2 轮式车体机器人运动学模型 32__eol__3.2.1 轮式车体机器人运动学模型设计步骤 32__eol__3.2.2 三轮全向车体机器人运动学案例 32__eol__3.3 机械臂运动学模型 35__eol__3.3.1 正运动学 35__eol__3.3.2 逆运动学 37__eol__3.3.3 雅可比矩阵 39__eol__3.3.4 三自由度机械臂运动学案例 40__eol__3.3.5 三自由度机械臂雅可比矩阵应用案例 43__eol__3.4 习题 46__eol__第4章 机器人动力学 47__eol__4.1 机器人动力学概述 47__eol__4.1.1 机器人动力学研究内容 47__eol__4.1.2 机器人动力学研究意义 48__eol__4.2 机器人动力学模型 50__eol__4.2.1 牛顿-欧拉模型 50__eol__4.2.2 拉格朗日模型 51__eol__4.2.3 基于关节空间的机器人动力学模型 52__eol__4.3 轮式车体机器人动力学模型 54__eol__4.4 机械臂动力学模型 55__eol__4.5 习题 57__eol__第5章 机器人轨迹规划 58__eol__5.1 机器人轨迹规划概述 58__eol__5.2 关节空间规划和笛卡儿空间规划 59__eol__5.2.1 关节空间规划 59__eol__5.2.2 笛卡儿空间规划 62__eol__5.3 机器人轨迹规划插值方法 64__eol__5.3.1 线性插值 64__eol__5.3.2 多项式插值 64__eol__5.3.3 B样条曲线插值 68__eol__5.3.4 3-5-3多项式插值 70__eol__5.4 轮式车体机器人轨迹规划 71__eol____eol__5.5 三自由度机械臂轨迹规划 73__eol__5.6 习题 74__eol__第6章 机器人控制 75__eol__6.1 机器人控制概述 75__eol__6.2 反馈与闭环控制 76__eol__6.2.1 开环控制 77__eol__6.2.2 闭环控制 77__eol__6.3 被控对象模型 77__eol__6.3.1 传递函数模型 78__eol__6.3.2 状态空间模型 80__eol__6.4 机器人控制方法 81__eol__6.4.1 PID控制 82__eol__6.4.2 模型预测控制 83__eol__6.5 基于李雅普诺夫定理的控制器稳定性分析 87__eol__6.5.1 李雅普诺夫定理 87__eol__6.5.2 李雅普诺夫稳定性分析流程 87__eol__6.5.3 李雅普诺夫机器人控制器设计 88__eol__6.5.4 李雅普诺夫定理在机器人系统中的应用 90__eol__6.6 机器人控制算法设计实例 90__eol__6.6.1 三轮全向机器人小车控制算法设计案例 90__eol__6.6.2 三自由度机械臂控制算法设计案例 92__eol__6.7 习题 94__eol__第7章 机器人控制决策硬件系统 95__eol__7.1 机器人控制决策硬件系统概述 95__eol__7.2 智能机器人硬件整体架构 95__eol__7.3 智能机器人硬件系统案例 96__eol__7.3.1 车体嵌入式微控制器系统 97__eol__7.3.2 机械臂嵌入式微控制器板 97__eol__7.3.3 嵌入式微处理器决策处理平台 98__eol__7.4 习题 98__eol__第8章 机器人软件系统 99__eol__8.1 机器人软件系统概述 99__eol__8.2 ROS 99__eol__8.2.1 ROS的特点 100__eol__8.2.2 ROS的版本 101__eol__8.2.3 ROS 2 DDS通信 103__eol__8.3 ROS软件框架 104__eol__8.3.1 ROS 2文件系统 104__eol__8.3.2 ROS 2计算图 107__eol__8.4 ROS 2的通信机制 109__eol__8.4.1 发布-订阅模型 109__eol__8.4.2 服务通信模型 111__eol__8.4.3 动作通信模型 113__eol__8.5 ROS 2中的常用组件 116__eol__8.5.1 launch文件 116__eol__8.5.2 TF工具 119__eol__8.5.3 RViz可视化工具 121__eol__8.5.4 RQt工具箱 123__eol__8.5.5 rosbag数据记录与回放 124__eol__8.5.6 Gazebo 126__eol__8.5.7 Nav2 128__eol__8.5.8 MoveIt 2 129__eol__8.5.9 行为树 130__eol__8.6 micro-ROS 131__eol__8.6.1 micro-ROS架构 131__eol__8.6.2 micro-ROS主要组件 132__eol__8.6.3 micro-ROS机器人开发实例 134__eol__8.7 习题 136__eol__第9章 机器人低层传感器系统 137__eol__9.1 机器人低层传感器系统概述 137__eol__9.2 姿态传感器 137__eol__9.2.1 姿态传感器数据处理 138__eol__9.2.2 多传感器融合 139__eol__9.3 超声波传感器 143__eol__9.3.1 超声波测距电路设计 144__eol__9.3.2 超声波测距数据处理 145__eol__9.3.3 多超声波传感器测距 145__eol__9.4 红外传感器 146__eol__9.4.1 传统的红外障碍物检测模块 146__eol__9.4.2 高级的红外测距模块 147__eol__9.5 碰撞传感器及电池电压测量传感器 148__eol__9.5.1 碰撞传感器 148__eol__9.5.2 电池电压测量传感器 148__eol__9.6 ROS 2传感器数据处理 149__eol__9.7 习题 151__eol__第10章 机器人高层传感器系统 152__eol__10.1 机器人高层传感器系统概述 152__eol__10.2 激光传感器 152__eol__10.2.1 激光传感器原理 153__eol__10.2.2 激光传感器种类 155__eol__10.2.3 激光传感器匹配定位方法 159__eol__10.2.4 机器人结合激光应用 163__eol__10.3 视觉传感器 172__eol__10.3.1 视觉传感器概述 172__eol__10.3.2 视觉传感器图像处理 173__eol__10.3.3 视觉定位 176__eol__10.3.4 ROS 2视觉导航案例 187__eol__10.4 习题 188__eol__第11章 多机器人系统 189__eol__11.1 多机器人系统概述 189__eol__11.2 车臂多机器人案例 189__eol__11.2.1 车体和机械臂基于视觉的位置标定 190__eol__11.2.2 车体和机械臂综合决策案例 191__eol__11.3 习题 193__eol__参考文献 194