機器人學、機器視覺與控制——MATLAB算法基礎

《機器人學、機器視覺與控制——MATLAB算法基礎》是2020年1月電子工業出版社出版的圖書，作者是劉榮。

基本介紹

• 書名：機器人學、機器視覺與控制——MATLAB算法基礎
• 作者：劉榮
• ISBN：9787121259906
• 頁數：552
• 定價：￥129.0
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2020年1月
• 開本：16

內容簡介

本書是關於機器人學和機器視覺的實用參考書，謎局放 第一部分“基礎知識”（第2章和第3章）介紹機器人及其操作對象的位置和姿態描述，以及機器人路徑和運動的表示方法；第二部分“移動機器人”（第4章至第6章）介紹其基本運動控制模式及其導航和定位方法；第三部分“臂型機器人”（第7章至第9章）介紹其運動學、動力學和控制方面的知識；第四部分“計算機視覺”（第10章至第14章）包括光照與色彩，圖像形成和處理技術，圖像特徵提取，以及基於多幅圖像的立體視覺技術；第五部分“機器人學、 視學與控制”（第15章和第16章）分別討論基於位置陵臘戰踏和基於圖像的視覺伺服及更先進的混合視覺伺服方法。本書將機器人學與機器視覺知識有機結合，給出了實例算法和程式。作者有完備的代碼可下載，用於驗證書中知識點和實例，注重如何利用視覺信息控制機器人的運動。

目錄

第1章 緒言

1.1 關於套懂灑本書

1.1.1 MATLAB軟體

1.1.2 讀者對象及必備知識

1.1.3 符號與約定

1.1.4 怎樣使用本書

1.1.5 使用本書教學

1.1.6 本書梗概

第一部分 基 礎 知 識

第2章 位置與姿態描述

2.1 二維空間位姿描述

2.2 三維空間拔埋閥位姿描述

2.2.1 三維空間姿態描述

2.2.2 平移與旋轉組合

2.3 本章總結

延伸閱讀

習題

第3章 時間與運動

3.1 軌跡

3.1.1 平滑一維軌跡

3.1.2 多維的情況

3.1.3 多段軌跡

3.1.4 三維空間姿態插值

3.1.5 笛卡兒運動

3.2 時變坐標系

3.2.1 旋轉坐標系

3．2．2 增量運動

3.2.3 慣性導航系統

3.3 本章總結

延伸閱讀

習題

第二部分 移動機器人

第4章 移動機器人載體

4.1 機動性

4．2 移動機器人小車

4.2.1 移動到一個點

4.2.2 跟蹤一條直線

4.2.3 跟蹤一般路徑

4.2.4 運動到一個位姿

4.3 飛行機器人

4.4 本章總結

擴展閱讀

習題

第5章 機器人導航

5.1 反應式導航

5.1.1 Braitenberg車轎籃奔

5.1.2 簡單自動機

5.2 基於地圖的路徑規劃

5.2.1 距離變換

5.2.2 D*

5.2.3 沃羅諾伊路線圖法

5.2.4 機率路線圖方法

5.2.5 RRT

5.3 本章總結

擴展閱讀

習題

第6章 機器人定位

6．1 航跡推算

6．1．1 機器人建模

6.1.2 位姿估計

6.2 使用地圖探嬸

6.3 創建地圖

6.4 定位並製圖

6.5 蒙特卡羅定位

6.6 本章總結

擴展閱讀

習題

第三部分 臂型機器人

第7章 機械臂運動學

7.1 描述一台機械臂

7.2 正運動學

7.2.1 兩連桿機器人

7.2.2 六軸機器人

7.3 逆運動學

7.3.1 封閉形式解

7.3.2 數值解

7.3.3 欠驅動機械臂

7.3.4 冗餘機械臂

7.4 軌跡

7.4.1 關節空間運動

7.4.2 笛卡兒運動

7.4.3 通過奇異位形的運動

7.4.4 位形轉換

7.5 高級問題

7.5.1 關節角偏移

7.5.2 確定D-H參數

7.5.3 改進D-H參數

7.6 套用： 繪圖

7.7 套用： 一個簡單的步行機器人

7.7.1 運動學

7.7.2 單腿運動

7.7.3 四腿運動

7.8 本章總結

擴展閱讀

習題

第8章 速度關係

8.1 機械手的雅可比矩陣

8.1.1 坐標系之間的速度轉換

8.1.2 末端執行器坐標系的雅可比矩陣

8.1.3 解析雅可比矩陣

8.1.4 雅可比條件及可操縱性

8.2 分解速率運動控制

8.2.1 雅可比矩陣的奇異性

8.2.2 欠驅動機器人的雅可比矩陣

8.2.3 過驅動機器人的雅可比矩陣

8.3 力的關係

8.3.1 坐標系間的力旋量轉換

8.3.2 力旋量轉換至關節空間

8.4 逆運動學： 一虹料整斷個通用數值方法

8.5 本章總結

擴展閱讀

習題

第9章 動力學與控制

9.1 運動方程

9.1.1 重力

9.1.2 慣量矩陣

9.1.3 科氏矩陣

9.1.4 有效載荷的影響

9.1.5 基座力

9.1.6 動態可操作性

9.2 傳動系統

9.2.1 摩擦

9.3 正向動力學

9.4 機械臂關節控制

9.4.1 驅動器

9.4.2 獨立關節控制

9.4.3 剛體動力學補償

9.4.4 柔性傳動

9.5 本章總結

擴展閱讀

習題

第四部分 計算機視覺

第10章 光與色彩

10.1 光的譜表示

10.1.1 吸收

10.1.2 反射

10.2 色彩

10.2.1 顏色再造

10.2.2 色度空間

10.2.3 色彩名稱

10.2.4 其他顏色空間

10.2.5 兩種原色之間的轉換

10.2.6 什麼是白色

10.3 高級議題

10.3.1 顏色的不變性

10.3.2 白平衡

10.3.3 由於吸收的顏色變化

10.3.4 伽瑪

10.3.5 套用： 彩色圖像

10.4 本章總結

擴展閱讀

習題

第11章 圖像形成

11.1 透視變換

11.1.1 透鏡畸變

11.2 相機標定

11.2.1 齊次變換法

11.2.2 分解相機標定矩陣

11.2.3 位姿估計

11.2.4 相機標定工具箱

11.3 非透視成像模型

11.3.1 魚眼鏡頭相機

11.3.2 反射折射相機

11.3.3 球形相機

11.4 統一化成像

11.4.1 映射廣角圖像到球面上

11.4.2 合成透視圖像

11.5 本章總結

擴展閱讀

習題

第12章 圖像處理

12.1 獲取圖像

12.1.1 來自檔案的圖像

12.1.2 來自附帶相機的圖像

12.1.3 來自電影檔案的圖像

12.1.4 來自網路的圖像

12.1.5 來自代碼的圖像

12.2 一元操作

12.3 二元操作

12.4 空間操作

12.4.1 互相關

12.4.2 模板匹配

12.4.3 非線性操作

12.5 數學形態學

12.5.1 去除噪聲

12.5.2 邊界檢測

12.5.3 形態交離變換

12.6 形狀變化

12.6.1 裁剪

12.6.2 圖像縮放

12.6.3 圖像金字塔

12.6.4 圖像變形

12.7 本章總結

擴展閱讀

習題

第13章 圖像特徵提取

13.1 區域特徵

13.1.1 分類

13.1.2 圖像表示

13.1.3 圖像描述

13.1.4 簡要回顧

13.2 直線特徵

13.3 點特徵

13.3.1 經典角點檢測器

13.3.2 尺度空間角點檢測器

13.4 本章總結

擴展閱讀

習題

第14章 使用多幅圖像

14.1 特徵匹配

14.2 多視圖幾何學

14.2.1 基本矩陣

14.2.2 本質矩陣

14.2.3 估計基本矩陣

14.2.4 平面單應性

14.3 立體視覺

14.3.1 稀疏立體匹配

14.3.2 密集立體匹配

14.3.3 峰值細化

14.3.4 清理和重構

14.3.5 三維紋理映射顯示

14.3.6 補色立體圖

14.3.7 圖像矯正

14.3.8 平面擬合

14.3.9 3D點集匹配

14.4 結構和運動

14.5 套用： 透視矯正

14.6 套用： 拼接

14.7 套用： 圖像匹配和檢索

14.8 套用： 圖像序列處理

14.9 本章總結

擴展閱讀

習題

第五部分 機器人學、 視覺與控制

第15章 基於視覺的控制

15.1 基於位置的視覺伺服

15.2 基於圖像的視覺伺服

15.2.1 相機和圖像運動

15.2.2 控制特徵運動

15.2.3 深度

15.2.4 控制性能分析

15.3 使用其他圖像特徵

15.3.1 直線特徵

15.3.2 圓特徵

15.4 本章總結

擴展閱讀

習題

第16章 高級視覺伺服

16.1 XY/Z分割的IBVS

16.2 使用極坐標的IBVS

16.3 對一個球面相機的IBVS

16.4 套用： 機械臂機器人

16.5 套用： 移動機器人

16.5.1 完整約束移動機器人

16.5.2 非完整約束移動機器人

16.6 套用： 飛行機器人

16.7 本章總結

擴展閱讀

習題

附 錄

附錄A 安裝工具箱

附錄B Simulink軟體

附錄C MATLAB對象

附錄D 線性代數複習

附錄E 橢圓

附錄F 高斯隨機變數

附錄G 雅克比矩陣

附錄H 卡爾曼濾波

附錄I 齊次坐標系

附錄J 圖

附錄K 峰值搜尋

術語

參考文獻,第1章 緒言

1.1 關於本書

1.1.1 MATLAB軟體

1.1.2 讀者對象及必備知識

1.1.3 符號與約定

1.1.4 怎樣使用本書

1.1.5 使用本書教學

1.1.6 本書梗概

第一部分 基 礎 知 識

第2章 位置與姿態描述

2.1 二維空間位姿描述

2.2 三維空間位姿描述

2.2.1 三維空間姿態描述

2.2.2 平移與旋轉組合

2.3 本章總結

延伸閱讀

習題

第3章 時間與運動

3.1 軌跡

3.1.1 平滑一維軌跡

3.1.2 多維的情況

3.1.3 多段軌跡

3.1.4 三維空間姿態插值

3.1.5 笛卡兒運動

3.2 時變坐標系

3.2.1 旋轉坐標系

3．2．2 增量運動

3.2.3 慣性導航系統

3.3 本章總結

延伸閱讀

習題

第二部分 移動機器人

第4章 移動機器人載體

4.1 機動性

4．2 移動機器人小車

4.2.1 移動到一個點

4.2.2 跟蹤一條直線

4.2.3 跟蹤一般路徑

4.2.4 運動到一個位姿

4.3 飛行機器人

4.4 本章總結

擴展閱讀

習題

第5章 機器人導航

5.1 反應式導航

5.1.1 Braitenberg車

5.1.2 簡單自動機

5.2 基於地圖的路徑規劃

5.2.1 距離變換

5.2.2 D*

5.2.3 沃羅諾伊路線圖法

5.2.4 機率路線圖方法

5.2.5 RRT

5.3 本章總結

擴展閱讀

習題

第6章 機器人定位

6．1 航跡推算

6．1．1 機器人建模

6.1.2 位姿估計

6.2 使用地圖

6.3 創建地圖

6.4 定位並製圖

6.5 蒙特卡羅定位

6.6 本章總結

擴展閱讀

習題

第三部分 臂型機器人

第7章 機械臂運動學

7.1 描述一台機械臂

7.2 正運動學

7.2.1 兩連桿機器人

7.2.2 六軸機器人

7.3 逆運動學

7.3.1 封閉形式解

7.3.2 數值解

7.3.3 欠驅動機械臂

7.3.4 冗餘機械臂

7.4 軌跡

7.4.1 關節空間運動

7.4.2 笛卡兒運動

7.4.3 通過奇異位形的運動

7.4.4 位形轉換

7.5 高級問題

7.5.1 關節角偏移

7.5.2 確定D-H參數

7.5.3 改進D-H參數

7.6 套用： 繪圖

7.7 套用： 一個簡單的步行機器人

7.7.1 運動學

7.7.2 單腿運動

7.7.3 四腿運動

7.8 本章總結

擴展閱讀

習題

第8章 速度關係

8.1 機械手的雅可比矩陣

8.1.1 坐標系之間的速度轉換

8.1.2 末端執行器坐標系的雅可比矩陣

8.1.3 解析雅可比矩陣

8.1.4 雅可比條件及可操縱性

8.2 分解速率運動控制

8.2.1 雅可比矩陣的奇異性

8.2.2 欠驅動機器人的雅可比矩陣

8.2.3 過驅動機器人的雅可比矩陣

8.3 力的關係

8.3.1 坐標系間的力旋量轉換

8.3.2 力旋量轉換至關節空間

8.4 逆運動學： 一個通用數值方法

8.5 本章總結

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習題

第9章 動力學與控制

9.1 運動方程

9.1.1 重力

9.1.2 慣量矩陣

9.1.3 科氏矩陣

9.1.4 有效載荷的影響

9.1.5 基座力

9.1.6 動態可操作性

9.2 傳動系統

9.2.1 摩擦

9.3 正向動力學

9.4 機械臂關節控制

9.4.1 驅動器

9.4.2 獨立關節控制

9.4.3 剛體動力學補償

9.4.4 柔性傳動

9.5 本章總結

擴展閱讀

習題

第四部分 計算機視覺

第10章 光與色彩

10.1 光的譜表示

10.1.1 吸收

10.1.2 反射

10.2 色彩

10.2.1 顏色再造

10.2.2 色度空間

10.2.3 色彩名稱

10.2.4 其他顏色空間

10.2.5 兩種原色之間的轉換

10.2.6 什麼是白色

10.3 高級議題

10.3.1 顏色的不變性

10.3.2 白平衡

10.3.3 由於吸收的顏色變化

10.3.4 伽瑪

10.3.5 套用： 彩色圖像

10.4 本章總結

擴展閱讀

習題

第11章 圖像形成

11.1 透視變換

11.1.1 透鏡畸變

11.2 相機標定

11.2.1 齊次變換法

11.2.2 分解相機標定矩陣

11.2.3 位姿估計

11.2.4 相機標定工具箱

11.3 非透視成像模型

11.3.1 魚眼鏡頭相機

11.3.2 反射折射相機

11.3.3 球形相機

11.4 統一化成像

11.4.1 映射廣角圖像到球面上

11.4.2 合成透視圖像

11.5 本章總結

擴展閱讀

習題

第12章 圖像處理

12.1 獲取圖像

12.1.1 來自檔案的圖像

12.1.2 來自附帶相機的圖像

12.1.3 來自電影檔案的圖像

12.1.4 來自網路的圖像

12.1.5 來自代碼的圖像

12.2 一元操作

12.3 二元操作

12.4 空間操作

12.4.1 互相關

12.4.2 模板匹配

12.4.3 非線性操作

12.5 數學形態學

12.5.1 去除噪聲

12.5.2 邊界檢測

12.5.3 形態交離變換

12.6 形狀變化

12.6.1 裁剪

12.6.2 圖像縮放

12.6.3 圖像金字塔

12.6.4 圖像變形

12.7 本章總結

擴展閱讀

習題

第13章 圖像特徵提取

13.1 區域特徵

13.1.1 分類

13.1.2 圖像表示

13.1.3 圖像描述

13.1.4 簡要回顧

13.2 直線特徵

13.3 點特徵

13.3.1 經典角點檢測器

13.3.2 尺度空間角點檢測器

13.4 本章總結

擴展閱讀

習題

第14章 使用多幅圖像

14.1 特徵匹配

14.2 多視圖幾何學

14.2.1 基本矩陣

14.2.2 本質矩陣

14.2.3 估計基本矩陣

14.2.4 平面單應性

14.3 立體視覺

14.3.1 稀疏立體匹配

14.3.2 密集立體匹配

14.3.3 峰值細化

14.3.4 清理和重構

14.3.5 三維紋理映射顯示

14.3.6 補色立體圖

14.3.7 圖像矯正

14.3.8 平面擬合

14.3.9 3D點集匹配

14.4 結構和運動

14.5 套用： 透視矯正

14.6 套用： 拼接

14.7 套用： 圖像匹配和檢索

14.8 套用： 圖像序列處理

14.9 本章總結

擴展閱讀

習題

第五部分 機器人學、 視覺與控制

第15章 基於視覺的控制

15.1 基於位置的視覺伺服

15.2 基於圖像的視覺伺服

15.2.1 相機和圖像運動

15.2.2 控制特徵運動

15.2.3 深度

15.2.4 控制性能分析

15.3 使用其他圖像特徵

15.3.1 直線特徵

15.3.2 圓特徵

15.4 本章總結

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習題

第16章 高級視覺伺服

16.1 XY/Z分割的IBVS

16.2 使用極坐標的IBVS

16.3 對一個球面相機的IBVS

16.4 套用： 機械臂機器人

16.5 套用： 移動機器人

16.5.1 完整約束移動機器人

16.5.2 非完整約束移動機器人

16.6 套用： 飛行機器人

16.7 本章總結

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習題

附 錄

附錄A 安裝工具箱

附錄B Simulink軟體

附錄C MATLAB對象

附錄D 線性代數複習

附錄E 橢圓

附錄F 高斯隨機變數

附錄G 雅克比矩陣

附錄H 卡爾曼濾波

附錄I 齊次坐標系

附錄J 圖

附錄K 峰值搜尋

術語

參考文獻

習題

第6章 機器人定位

6．1 航跡推算

6．1．1 機器人建模

6.1.2 位姿估計

6.2 使用地圖

6.3 創建地圖

6.4 定位並製圖

6.5 蒙特卡羅定位

6.6 本章總結

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習題

第三部分 臂型機器人

第7章 機械臂運動學

7.1 描述一台機械臂

7.2 正運動學

7.2.1 兩連桿機器人

7.2.2 六軸機器人

7.3 逆運動學

7.3.1 封閉形式解

7.3.2 數值解

7.3.3 欠驅動機械臂

7.3.4 冗餘機械臂

7.4 軌跡

7.4.1 關節空間運動

7.4.2 笛卡兒運動

7.4.3 通過奇異位形的運動

7.4.4 位形轉換

7.5 高級問題

7.5.1 關節角偏移

7.5.2 確定D-H參數

7.5.3 改進D-H參數

7.6 套用： 繪圖

7.7 套用： 一個簡單的步行機器人

7.7.1 運動學

7.7.2 單腿運動

7.7.3 四腿運動

7.8 本章總結

擴展閱讀

習題

第8章 速度關係

8.1 機械手的雅可比矩陣

8.1.1 坐標系之間的速度轉換

8.1.2 末端執行器坐標系的雅可比矩陣

8.1.3 解析雅可比矩陣

8.1.4 雅可比條件及可操縱性

8.2 分解速率運動控制

8.2.1 雅可比矩陣的奇異性

8.2.2 欠驅動機器人的雅可比矩陣

8.2.3 過驅動機器人的雅可比矩陣

8.3 力的關係

8.3.1 坐標系間的力旋量轉換

8.3.2 力旋量轉換至關節空間

8.4 逆運動學： 一個通用數值方法

8.5 本章總結

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習題

第9章 動力學與控制

9.1 運動方程

9.1.1 重力

9.1.2 慣量矩陣

9.1.3 科氏矩陣

9.1.4 有效載荷的影響

9.1.5 基座力

9.1.6 動態可操作性

9.2 傳動系統

9.2.1 摩擦

9.3 正向動力學

9.4 機械臂關節控制

9.4.1 驅動器

9.4.2 獨立關節控制

9.4.3 剛體動力學補償

9.4.4 柔性傳動

9.5 本章總結

擴展閱讀

習題

第四部分 計算機視覺

第10章 光與色彩

10.1 光的譜表示

10.1.1 吸收

10.1.2 反射

10.2 色彩

10.2.1 顏色再造

10.2.2 色度空間

10.2.3 色彩名稱

10.2.4 其他顏色空間

10.2.5 兩種原色之間的轉換

10.2.6 什麼是白色

10.3 高級議題

10.3.1 顏色的不變性

10.3.2 白平衡

10.3.3 由於吸收的顏色變化

10.3.4 伽瑪

10.3.5 套用： 彩色圖像

10.4 本章總結

擴展閱讀

習題

第11章 圖像形成

11.1 透視變換

11.1.1 透鏡畸變

11.2 相機標定

11.2.1 齊次變換法

11.2.2 分解相機標定矩陣

11.2.3 位姿估計

11.2.4 相機標定工具箱

11.3 非透視成像模型

11.3.1 魚眼鏡頭相機

11.3.2 反射折射相機

11.3.3 球形相機

11.4 統一化成像

11.4.1 映射廣角圖像到球面上

11.4.2 合成透視圖像

11.5 本章總結

擴展閱讀

習題

第12章 圖像處理

12.1 獲取圖像

12.1.1 來自檔案的圖像

12.1.2 來自附帶相機的圖像

12.1.3 來自電影檔案的圖像

12.1.4 來自網路的圖像

12.1.5 來自代碼的圖像

12.2 一元操作

12.3 二元操作

12.4 空間操作

12.4.1 互相關

12.4.2 模板匹配

12.4.3 非線性操作

12.5 數學形態學

12.5.1 去除噪聲

12.5.2 邊界檢測

12.5.3 形態交離變換

12.6 形狀變化

12.6.1 裁剪

12.6.2 圖像縮放

12.6.3 圖像金字塔

12.6.4 圖像變形

12.7 本章總結

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習題

第13章 圖像特徵提取

13.1 區域特徵

13.1.1 分類

13.1.2 圖像表示

13.1.3 圖像描述

13.1.4 簡要回顧

13.2 直線特徵

13.3 點特徵

13.3.1 經典角點檢測器

13.3.2 尺度空間角點檢測器

13.4 本章總結

擴展閱讀

習題

第14章 使用多幅圖像

14.1 特徵匹配

14.2 多視圖幾何學

14.2.1 基本矩陣

14.2.2 本質矩陣

14.2.3 估計基本矩陣

14.2.4 平面單應性

14.3 立體視覺

14.3.1 稀疏立體匹配

14.3.2 密集立體匹配

14.3.3 峰值細化

14.3.4 清理和重構

14.3.5 三維紋理映射顯示

14.3.6 補色立體圖

14.3.7 圖像矯正

14.3.8 平面擬合

14.3.9 3D點集匹配

14.4 結構和運動

14.5 套用： 透視矯正

14.6 套用： 拼接

14.7 套用： 圖像匹配和檢索

14.8 套用： 圖像序列處理

14.9 本章總結

擴展閱讀

習題

第五部分 機器人學、 視覺與控制

第15章 基於視覺的控制

15.1 基於位置的視覺伺服

15.2 基於圖像的視覺伺服

15.2.1 相機和圖像運動

15.2.2 控制特徵運動

15.2.3 深度

15.2.4 控制性能分析

15.3 使用其他圖像特徵

15.3.1 直線特徵

15.3.2 圓特徵

15.4 本章總結

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習題

第16章 高級視覺伺服

16.1 XY/Z分割的IBVS

16.2 使用極坐標的IBVS

16.3 對一個球面相機的IBVS

16.4 套用： 機械臂機器人

16.5 套用： 移動機器人

16.5.1 完整約束移動機器人

16.5.2 非完整約束移動機器人

16.6 套用： 飛行機器人

16.7 本章總結

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習題

附 錄

附錄A 安裝工具箱

附錄B Simulink軟體

附錄C MATLAB對象

附錄D 線性代數複習

附錄E 橢圓

附錄F 高斯隨機變數

附錄G 雅克比矩陣

附錄H 卡爾曼濾波

附錄I 齊次坐標系

附錄J 圖

附錄K 峰值搜尋

術語

參考文獻,第1章 緒言

1.1 關於本書

1.1.1 MATLAB軟體

1.1.2 讀者對象及必備知識

1.1.3 符號與約定

1.1.4 怎樣使用本書

1.1.5 使用本書教學

1.1.6 本書梗概

第一部分 基 礎 知 識

第2章 位置與姿態描述

2.1 二維空間位姿描述

2.2 三維空間位姿描述

2.2.1 三維空間姿態描述

2.2.2 平移與旋轉組合

2.3 本章總結

延伸閱讀

習題

第3章 時間與運動

3.1 軌跡

3.1.1 平滑一維軌跡

3.1.2 多維的情況

3.1.3 多段軌跡

3.1.4 三維空間姿態插值

3.1.5 笛卡兒運動

3.2 時變坐標系

3.2.1 旋轉坐標系

3．2．2 增量運動

3.2.3 慣性導航系統

3.3 本章總結

延伸閱讀

習題

第二部分 移動機器人

第4章 移動機器人載體

4.1 機動性

4．2 移動機器人小車

4.2.1 移動到一個點

4.2.2 跟蹤一條直線

4.2.3 跟蹤一般路徑

4.2.4 運動到一個位姿

4.3 飛行機器人

4.4 本章總結

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習題

第5章 機器人導航

5.1 反應式導航

5.1.1 Braitenberg車

5.1.2 簡單自動機

5.2 基於地圖的路徑規劃

5.2.1 距離變換

5.2.2 D*

5.2.3 沃羅諾伊路線圖法

5.2.4 機率路線圖方法

5.2.5 RRT

5.3 本章總結

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習題

第6章 機器人定位

6．1 航跡推算

6．1．1 機器人建模

6.1.2 位姿估計

6.2 使用地圖

6.3 創建地圖

6.4 定位並製圖

6.5 蒙特卡羅定位

6.6 本章總結

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習題

第三部分 臂型機器人

第7章 機械臂運動學

7.1 描述一台機械臂

7.2 正運動學

7.2.1 兩連桿機器人

7.2.2 六軸機器人

7.3 逆運動學

7.3.1 封閉形式解

7.3.2 數值解

7.3.3 欠驅動機械臂

7.3.4 冗餘機械臂

7.4 軌跡

7.4.1 關節空間運動

7.4.2 笛卡兒運動

7.4.3 通過奇異位形的運動

7.4.4 位形轉換

7.5 高級問題

7.5.1 關節角偏移

7.5.2 確定D-H參數

7.5.3 改進D-H參數

7.6 套用： 繪圖

7.7 套用： 一個簡單的步行機器人

7.7.1 運動學

7.7.2 單腿運動

7.7.3 四腿運動

7.8 本章總結

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習題

第8章 速度關係

8.1 機械手的雅可比矩陣

8.1.1 坐標系之間的速度轉換

8.1.2 末端執行器坐標系的雅可比矩陣

8.1.3 解析雅可比矩陣

8.1.4 雅可比條件及可操縱性

8.2 分解速率運動控制

8.2.1 雅可比矩陣的奇異性

8.2.2 欠驅動機器人的雅可比矩陣

8.2.3 過驅動機器人的雅可比矩陣

8.3 力的關係

8.3.1 坐標系間的力旋量轉換

8.3.2 力旋量轉換至關節空間

8.4 逆運動學： 一個通用數值方法

8.5 本章總結

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習題

第9章 動力學與控制

9.1 運動方程

9.1.1 重力

9.1.2 慣量矩陣

9.1.3 科氏矩陣

9.1.4 有效載荷的影響

9.1.5 基座力

9.1.6 動態可操作性

9.2 傳動系統

9.2.1 摩擦

9.3 正向動力學

9.4 機械臂關節控制

9.4.1 驅動器

9.4.2 獨立關節控制

9.4.3 剛體動力學補償

9.4.4 柔性傳動

9.5 本章總結

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習題

第四部分 計算機視覺

第10章 光與色彩

10.1 光的譜表示

10.1.1 吸收

10.1.2 反射

10.2 色彩

10.2.1 顏色再造

10.2.2 色度空間

10.2.3 色彩名稱

10.2.4 其他顏色空間

10.2.5 兩種原色之間的轉換

10.2.6 什麼是白色

10.3 高級議題

10.3.1 顏色的不變性

10.3.2 白平衡

10.3.3 由於吸收的顏色變化

10.3.4 伽瑪

10.3.5 套用： 彩色圖像

10.4 本章總結

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習題

第11章 圖像形成

11.1 透視變換

11.1.1 透鏡畸變

11.2 相機標定

11.2.1 齊次變換法

11.2.2 分解相機標定矩陣

11.2.3 位姿估計

11.2.4 相機標定工具箱

11.3 非透視成像模型

11.3.1 魚眼鏡頭相機

11.3.2 反射折射相機

11.3.3 球形相機

11.4 統一化成像

11.4.1 映射廣角圖像到球面上

11.4.2 合成透視圖像

11.5 本章總結

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習題

第12章 圖像處理

12.1 獲取圖像

12.1.1 來自檔案的圖像

12.1.2 來自附帶相機的圖像

12.1.3 來自電影檔案的圖像

12.1.4 來自網路的圖像

12.1.5 來自代碼的圖像

12.2 一元操作

12.3 二元操作

12.4 空間操作

12.4.1 互相關

12.4.2 模板匹配

12.4.3 非線性操作

12.5 數學形態學

12.5.1 去除噪聲

12.5.2 邊界檢測

12.5.3 形態交離變換

12.6 形狀變化

12.6.1 裁剪

12.6.2 圖像縮放

12.6.3 圖像金字塔

12.6.4 圖像變形

12.7 本章總結

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習題

第13章 圖像特徵提取

13.1 區域特徵

13.1.1 分類

13.1.2 圖像表示

13.1.3 圖像描述

13.1.4 簡要回顧

13.2 直線特徵

13.3 點特徵

13.3.1 經典角點檢測器

13.3.2 尺度空間角點檢測器

13.4 本章總結

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習題

第14章 使用多幅圖像

14.1 特徵匹配

14.2 多視圖幾何學

14.2.1 基本矩陣

14.2.2 本質矩陣

14.2.3 估計基本矩陣

14.2.4 平面單應性

14.3 立體視覺

14.3.1 稀疏立體匹配

14.3.2 密集立體匹配

14.3.3 峰值細化

14.3.4 清理和重構

14.3.5 三維紋理映射顯示

14.3.6 補色立體圖

14.3.7 圖像矯正

14.3.8 平面擬合

14.3.9 3D點集匹配

14.4 結構和運動

14.5 套用： 透視矯正

14.6 套用： 拼接

14.7 套用： 圖像匹配和檢索

14.8 套用： 圖像序列處理

14.9 本章總結

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習題

第五部分 機器人學、 視覺與控制

第15章 基於視覺的控制

15.1 基於位置的視覺伺服

15.2 基於圖像的視覺伺服

15.2.1 相機和圖像運動

15.2.2 控制特徵運動

15.2.3 深度

15.2.4 控制性能分析

15.3 使用其他圖像特徵

15.3.1 直線特徵

15.3.2 圓特徵

15.4 本章總結

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習題

第16章 高級視覺伺服

16.1 XY/Z分割的IBVS

16.2 使用極坐標的IBVS

16.3 對一個球面相機的IBVS

16.4 套用： 機械臂機器人

16.5 套用： 移動機器人

16.5.1 完整約束移動機器人

16.5.2 非完整約束移動機器人

16.6 套用： 飛行機器人

16.7 本章總結

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習題

附 錄

附錄A 安裝工具箱

附錄B Simulink軟體

附錄C MATLAB對象

附錄D 線性代數複習

附錄E 橢圓

附錄F 高斯隨機變數

附錄G 雅克比矩陣

附錄H 卡爾曼濾波

附錄I 齊次坐標系

附錄J 圖

附錄K 峰值搜尋

術語

參考文獻