中科院机器人学讲课提纲2013 .pdfVIP

机器人学概论

IntroductiontoRobotics

课程编号：722001H课程属性：专业基础课学时/学分：40/2

预修课程：自动控制原理及系统课程，力学。

2013-2014学年度第1学期：共13周次，上课12次，考试1次

第1讲绪论

第2讲机器人运动学：位姿表示与坐标变换

基本概念

位置与姿态的表示

坐标变换

齐次坐标变换

机器人运动姿态与位置的描述

通用旋转变换

第3讲机器人运动学：运动学

连杆变换矩阵

机器人运动学

PUMA560机器人运动学方程

YaskawaK10机器人运动学方程

移动机器人运动学与推算定位法(DeadReckoning,Odometry)

第4讲机器人运动学：逆运动学与微分运动学

解析法求解PUMA560机器人逆向运动学

投影法与解析法结合求解机器人逆向运动学

机器人的微分运动

第5讲机器人运动学：雅可比矩阵与运动规划

机器人的雅可比矩阵(Jacobianmatrix)：矢量积法和微分变换法

机器人的雅可比矩阵实例

工业机器人的关节运动规划

工业机器人的末端运动规划

移动机器人的运动规划

第6讲机器人动力学

刚体动力学

机械手动力学

动力学论文

第7讲机器人的传感系统与移动机器人

内部传感器:位置、速度、加速度、力/力矩、方位等

外部传感器:距离、力/力矩、视觉、触觉等

移动机器人的总体结构

移动机器人的运动机构

移动机器人的人机交互

移动机器人的定位与导航

第8讲机器人的位置控制：位置控制原理与定位

工业机器人的控制原则

工业机器人的单关节位置控制

工业机器人的多关节位置控制

关节式工业机器人的末端位置控制

工业机器人的位置控制与定位

工业机器人的位置控制实例

移动机器人的位置控制

第9讲机器人的力控制与智能控制

静力的转换

机器人的柔顺控制

机器人的分解运动控制

PID控制

滑模变结构控制

自适应控制

模糊控制

基于神经元网络的控制

第10讲机器人的传感信息融合

主要融合方法简介

加权和法

EKF(ExtendedKalmanFilter)

D-S(Dempster-Shafer)证据推理

贝叶斯(Bayes)估计

基于ManteCarlo框架的定位

移动机器人的同时定位与地图构建(SLAM)

第11讲机器人的视觉测量与控制原理

摄像机模型

视觉测量中的约束条件

单目视觉位置测量

立体视觉位置测量

基于矩形目标约束的位姿的测量

基于PnP问题的位姿测量

基于消失点的视觉测量

基于位置的视觉控制

基于图像的视觉控制

混合视觉伺服控制

直接视觉控制

第12讲多机器人的协调与控制

多机器人系统简介

多机器人系统的特点

多机器人系统的主要研究内容

典型多机器人系统

多机器人系统的模型

多机器人搜集

多机器人队形控制

多机器人围捕

第13讲机器人视觉跟踪与控制研究（当前研究