現代機器人學：機構、規劃與控制 (Modern Robotics : Mechanics, Planning and Contro)

[美]　凱文· M.林奇（Kevin M. Lynch） [韓]　樸鐘宇（Frank C. Park）　著

現代機器人學：機構、規劃與控制 (Modern Robotics : Mechanics, Planning and Contro)

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商品描述

本書提供了一種獨特而統一的視角來學習機器人機構、規劃與控制，只需大學低年級的物理、微分方程、線性代數以及一點算法方面的知識就能理解書中內容。此外，本書還具有以下幾個特點：
提供了最新的旋量理論方面的新技巧，可以非常直觀地描述機器人的本質物理特性；
每章最後提供了大量的習題；
附有可自由下載的軟件，以幫助讀者強化書中的重要概念；
附有可自由下載的教學視頻（EDX課程資源），讀者可以隨時在課外學習，而把課內時間主要花在需協作研討的問題上；
為授課教師提供豐富的教學內容，包括機器人運動學與輪式機器人、運動學與運動規劃、操作機理以及機器人控制等，以便實施不同的教學安排（1學期或1學年）；
既可作為課程用教科書，也可作為課外自學讀物。

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，先後也在加州理工大學、卡內基梅隆大學、日本築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、運動規劃與控制，自組織多智能體系統，人機物理交互系統等。獲得IEEE機器人學與自動化學會的早期職業獎，西北大學傑出教學獎，現為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。之後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傑出講師，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。現為IEEE Transactions on Robotics主編，MOOC課程《機器人機構學與控制I和II》的開發者。

目錄大綱

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　時間最優的時間標度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　運動規劃221
10.1　運動規劃概述221
10.2　基礎知識224
10.3　完整路徑規劃器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　優化和拉格朗日乘子383
參考文獻385
索引394

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