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四足機器人控制算法——建模、控制與實踐 版權信息
- ISBN：9787111714743
- 條形碼：9787111714743 ; 978-7-111-71474-3
- 裝幀：簡裝本
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
四足機器人控制算法——建模、控制與實踐 本書特色
書系統地介紹了四足機器人的相關技術，從*基礎的機器人關節電機和仿真環境開始逐步深入，介紹了機器人的運動學與動力學，講解了四足機器人的狀態估計器與行走控制器，*后還給出了四足機器人通過雷達或視覺傳感器實現導航避障的實例。書中大部分章節都搭配有實踐環節,方便讀者深入理解相關算法。
本書配套有完整的開源代碼，讀者可以從零開始完成四足機器人的行走控制程序。
本書可作為機器人相關專業的本科生和碩士研究生的教學用書，也可供足式機器人領域的博士研究生和研發人員參考。
四足機器人控制算法——建模、控制與實踐 內容簡介
本書系統地介紹了四足機器人的相關技術，從*基礎的機器人關節電機和仿真環境開始逐步深入，介紹了機器人的運動學與動力學，講解了四足機器人的狀態估計器與行走控制器，*后還給出了四足機器人通過雷達或視覺傳感器實現導航避障的實例。書中大部分章節都搭配有實踐環節,方便讀者深入理解相關算法。
本書配套有完整的開源代碼，讀者可以從零開始完成四足機器人的行走控制程序。
本書可作為機器人相關專業的本科生和碩士研究生的教學用書，也可供足式機器人領域的博士研究生和研發人員參考。
四足機器人控制算法——建模、控制與實踐 目錄
前言
第1章四足機器人概述及實踐準備1
1.1四足機器人發展現狀1
1.2四足機器人的組成2
1.3課程準備2
第2章關節電機4
2.1四足機器人的動力系統4
2.2關節電機硬件概述5
2.3關節電機的混合控制6
2.4關節電機的線路連接6
2.5關節電機的配置7
2.6Python范例試運行9
2.7電機控制模式11
2.8移植到其他上位機平臺13
第3章機器人仿真與控制框架19
3.1ROS與Gazebo簡介19
3.2面向對象程序設計20
3.3有限狀態機22
3.4實踐:讓機器人站起來25
3.5編譯源代碼30
3.6實踐:控制真實機器人并配置網絡34
第4章剛體運動學43
4.1二維平面旋轉矩陣43
4.2三維空間旋轉矩陣45
4.3繞任意轉軸的旋轉矩陣與指數坐標48
4.4二維平面剛體運動54
4.5三維空間剛體運動55
4.6歐拉角59
4.7實踐:在C++中進行矩陣運算60
第5章單腿的運動學與靜力學65
5.1正向運動學65
5.2逆向運動學68
5.3一階微分運動學與靜力學71
5.4擺動腿的控制74
5.5實踐:讓腿動起來74
第6章四足機器人的運動學與動力學77
6.1四足機器人的運動學77
6.2四足機器人的動力學80
6.3剛體的慣性張量83
6.4四足機器人的動力學簡化方程84
6.5實踐:機器人的原地姿態控制86
第7章四足機器人的狀態估計器88
7.1IMU88
7.2狀態空間模型89
7.3矩陣微積分92
7.4二次規劃93
7.5概率理論93
7.6*小二乘估計95
7.7離散卡爾曼濾波器99
7.8協方差的測量100
7.9離散卡爾曼濾波器的參數調試103
7.10實踐:完成狀態估計器105
第8章平衡控制器109
8.1機身位姿反饋控制109
8.2足端力控制113
8.3求解機器人動力學方程114
8.4四足機器人的簡化逆向動力學116
8.5四足機器人簡化模型的質量屬性117
8.6實踐:通過控制足端力來控制機器人位姿118
第9章四足機器人的步態與軌跡規劃122
9.1四足機器人的常用步態122
9.2落腳點規劃124
9.3擺動腿足端的軌跡規劃126
9.4實踐:步態與軌跡規劃相關代碼128
第10章四足機器人的行走控制器131
10.1行走控制器的控制邏輯131
10.2State_Trotting類簡介131
10.3實時進程133
10.4行走控制器的運行流程134
10.5行走控制器的調試136
10.6在機器人上編譯控制程序137
10.7行走控制器的改進方向139
第11章四足機器人的感知與導航141
11.1機器人距離傳感器141
11.2ROS導航功能包142
11.3機器人控制程序接口146
11.4實踐:在ROS中仿真導航功能147
11.5實踐:在實機中實現導航功能149
參考文獻154
第1章四足機器人概述及實踐準備1
1.1四足機器人發展現狀1
1.2四足機器人的組成2
1.3課程準備2
第2章關節電機4
2.1四足機器人的動力系統4
2.2關節電機硬件概述5
2.3關節電機的混合控制6
2.4關節電機的線路連接6
2.5關節電機的配置7
2.6Python范例試運行9
2.7電機控制模式11
2.8移植到其他上位機平臺13
第3章機器人仿真與控制框架19
3.1ROS與Gazebo簡介19
3.2面向對象程序設計20
3.3有限狀態機22
3.4實踐:讓機器人站起來25
3.5編譯源代碼30
3.6實踐:控制真實機器人并配置網絡34
第4章剛體運動學43
4.1二維平面旋轉矩陣43
4.2三維空間旋轉矩陣45
4.3繞任意轉軸的旋轉矩陣與指數坐標48
4.4二維平面剛體運動54
4.5三維空間剛體運動55
4.6歐拉角59
4.7實踐:在C++中進行矩陣運算60
第5章單腿的運動學與靜力學65
5.1正向運動學65
5.2逆向運動學68
5.3一階微分運動學與靜力學71
5.4擺動腿的控制74
5.5實踐:讓腿動起來74
第6章四足機器人的運動學與動力學77
6.1四足機器人的運動學77
6.2四足機器人的動力學80
6.3剛體的慣性張量83
6.4四足機器人的動力學簡化方程84
6.5實踐:機器人的原地姿態控制86
第7章四足機器人的狀態估計器88
7.1IMU88
7.2狀態空間模型89
7.3矩陣微積分92
7.4二次規劃93
7.5概率理論93
7.6*小二乘估計95
7.7離散卡爾曼濾波器99
7.8協方差的測量100
7.9離散卡爾曼濾波器的參數調試103
7.10實踐:完成狀態估計器105
第8章平衡控制器109
8.1機身位姿反饋控制109
8.2足端力控制113
8.3求解機器人動力學方程114
8.4四足機器人的簡化逆向動力學116
8.5四足機器人簡化模型的質量屬性117
8.6實踐:通過控制足端力來控制機器人位姿118
第9章四足機器人的步態與軌跡規劃122
9.1四足機器人的常用步態122
9.2落腳點規劃124
9.3擺動腿足端的軌跡規劃126
9.4實踐:步態與軌跡規劃相關代碼128
第10章四足機器人的行走控制器131
10.1行走控制器的控制邏輯131
10.2State_Trotting類簡介131
10.3實時進程133
10.4行走控制器的運行流程134
10.5行走控制器的調試136
10.6在機器人上編譯控制程序137
10.7行走控制器的改進方向139
第11章四足機器人的感知與導航141
11.1機器人距離傳感器141
11.2ROS導航功能包142
11.3機器人控制程序接口146
11.4實踐:在ROS中仿真導航功能147
11.5實踐:在實機中實現導航功能149
參考文獻154
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