工業(yè)機(jī)器人視覺伺服控制

第l章 緒論
1.1 機(jī)器人的發(fā)展
1.2 機(jī)器人的組成
1.2.1 機(jī)械本體結(jié)構(gòu)
1.2.2 機(jī)器人傳感器
1.2.3 驅(qū)動(dòng)裝置
1.2.4 控制系統(tǒng)
1.2.5 機(jī)器人技術(shù)指標(biāo)
1.3 機(jī)器人視覺伺服控制系統(tǒng)
1.4 視覺伺服控制技術(shù)
1.5 本章小結(jié)
第2章 視覺信息獲取與處理
2.1 數(shù)字圖像模型描述
2.1.1 數(shù)字圖像獲取
2.1.2 圖像形成模型
2.1.3 數(shù)字圖像表示
2.2 數(shù)字圖像處理
2.2.1 灰度變換
2.2.2 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)
2.3 相機(jī)標(biāo)定
2.3.1 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
2.3.2 相機(jī)針孔模型及其成像原理
2.3.3 相機(jī)張氏棋盤標(biāo)定方法
2.4 目標(biāo)物特征提取與跟蹤
2.4.1 角點(diǎn)檢測(cè)
2.4.2 SI盯算法
2.4.3 邊緣檢測(cè)
2.4.4 哈夫變換
2.4.5 目標(biāo)跟蹤算法概述
2.4.6 Mean Shift跟蹤算法
2.5 本章小結(jié)
第3章 位置與姿態(tài)描述
3.1 二維空間位姿描述
3.2 三維空間位姿描述
3.2.1 位置矢量和旋轉(zhuǎn)矩陣
3.2.2 齊次變換矩陣
3.2.3 描述旋轉(zhuǎn)變換的方法
3.2.4 單位四元數(shù)
3.3 三維重構(gòu)
3.3.1 相機(jī)參數(shù)及坐標(biāo)系
3.3.2 對(duì)極幾何
3.3.3 基礎(chǔ)矩陣
3.3.4 八點(diǎn)算法
3.3.5 本質(zhì)矩陣
3.3.6 三維點(diǎn)的還原
3.4 本章小結(jié)
第4章 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)
4.1 機(jī)械臂連桿描述
4.2 機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)
4.3 機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)
4.3.1 PIEPER解法
4.3.2 一般求解法
4.3.3 數(shù)值迭代解法
4.4 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)
4.3.1 拉格朗日形式動(dòng)力學(xué)方程
4.3.2 牛頓一歐拉迭代動(dòng)力學(xué)方程
4.5 本章總結(jié)
第5章 視覺伺服控制器
5.1 概述
5.2 基于圖像的視覺伺服(IBVS)
5.2.1 圖像雅可比矩陣
5.2.2 穩(wěn)定性分析
5.2.3 多相機(jī)立體視覺系統(tǒng)
5.2.4 圖像點(diǎn)的圓柱坐標(biāo)系表示
5.2.5 非透視投影模型
5.3 基于位置的視覺伺服(PBVS)
5.4 經(jīng)典視覺伺服控制器存在的問題
5.4.1 基于圖像的視覺伺服存在的問題
5.4.2 基于位置的視覺伺服存在的問題
5.5 高級(jí)視覺伺服控制器
5.5.1 混合視覺伺服
5.5.2 分區(qū)視覺伺服
5.5.3 切換視覺伺服
5.6 本章小結(jié)
第6章 基于幾何形狀的視覺伺服控制
6.1 概述
6.2 平面幾何形狀
6.2.1 線段特征
6.2.2 直線特征
6.2.3 圓特征
6.3 立體幾何形狀
6.3.1 球體特征
6.3.2 圓柱特征
6.4 基于幾何特征的機(jī)器人視覺伺服解耦控制
6.4.1 工業(yè)過程視覺伺服問題描述
6.4.2 視覺特征及其雅可比矩陣
6.4.3 基于輪廓線及內(nèi)包圓特征的視覺伺服解耦控制方案
6.4.4 結(jié)果分析與討論
6.5 本章小結(jié)
第7章 路徑規(guī)劃方法
7.1 常規(guī)路徑規(guī)劃方法
7-1.1 直線路徑
7.1.2 多維路徑
7.2 基于勢(shì)場(chǎng)法的路徑規(guī)劃
7.3 基于多項(xiàng)式優(yōu)化的路徑規(guī)劃
7.3.1 參數(shù)化模型
7.3.2 多約束和限制問題
7.3.3 基于幾何實(shí)體的多約束路徑規(guī)劃示例
7.4 本章小結(jié)
第8章 機(jī)器人控制方法
8.1 獨(dú)立關(guān)節(jié)控制
8.1.1 關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)方式及模型
8.1.2 關(guān)節(jié)位置控制
8.1.3 關(guān)節(jié)速度控制
8.2 機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)控制方法
8.2.1 機(jī)械臂線性化模型
8.2.1 常用動(dòng)力學(xué)控制方法
8.3 機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)控制實(shí)例
8.3.1 常用動(dòng)力學(xué)控制方法
8.3.2 自適應(yīng)模糊滑模控制器的設(shè)計(jì)與穩(wěn)定性分析
8.3.3 機(jī)器人實(shí)驗(yàn)與仿真
8.3.4 機(jī)器人實(shí)驗(yàn)結(jié)論與展望
8.4 機(jī)械臂視覺伺服控制方法
8.4.1 視覺伺服中模型不確定性的處理
8.4.2 視覺伺服中約束的處理
8.5 機(jī)械臂抓取仿真實(shí)例
8.5.1 機(jī)器人快速抓取檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)
8.5.2 軌跡規(guī)劃
8.5.3 實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果
8.6 本章總結(jié)
參考文獻(xiàn)