機(jī)器人學(xué)、機(jī)器視覺與控制：MATLAB算法基礎(chǔ)

第1章 緒言1.1 關(guān)于本書1.1.1 MATLAB軟件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(xué)1.1.6 本書梗概第一部分 基 礎(chǔ) 知 識第2章 位置與姿態(tài)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(tài)描述2.2.2 平移與旋轉(zhuǎn)組合2.3 本章總結(jié)延伸閱讀習(xí)題第3章 時間與運(yùn)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(tài)插值3.1.5 笛卡兒運(yùn)動3.2 時變坐標(biāo)系3.2.1 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系3．2．2 增量運(yùn)動3.2.3 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)3.3 本章總結(jié)延伸閱讀習(xí)題第二部分 移動機(jī)器人第4章 移動機(jī)器人載體4.1 機(jī)動性4．2 移動機(jī)器人小車4.2.1 移動到一個點(diǎn)4.2.2 跟蹤一條直線4.2.3 跟蹤一般路徑4.2.4 運(yùn)動到一個位姿4.3 飛行機(jī)器人4.4 本章總結(jié)擴(kuò)展閱讀習(xí)題第5章 機(jī)器人導(dǎo)航5.1 反應(yīng)式導(dǎo)航5.1.1 Braitenberg車5.1.2 簡單自動機(jī)5.2 基于地圖的路徑規(guī)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 概率路線圖方法5.2.5 RRT5.3 本章總結(jié)擴(kuò)展閱讀習(xí)題第6章 機(jī)器人定位6．1 航跡推算6．1．1 機(jī)器人建模6.1.2 位姿估計6.2 使用地圖6.3 創(chuàng)建地圖6.4 定位并制圖6.5 蒙特卡羅定位6.6 本章總結(jié)擴(kuò)展閱讀習(xí)題第三部分 臂型機(jī)器人第7章 機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)7.1 描述一臺機(jī)械臂7.2 正運(yùn)動學(xué)7.2.1 兩連桿機(jī)器人7.2.2 六軸機(jī)器人7.3 逆運(yùn)動學(xué)7.3.1 封閉形式解7.3.2 數(shù)值解7.3.3 欠驅(qū)動機(jī)械臂7.3.4 冗余機(jī)械臂7.4 軌跡7.4.1 關(guān)節(jié)空間運(yùn)動7.4.2 笛卡兒運(yùn)動7.4.3 通過奇異位形的運(yùn)動7.4.4 位形轉(zhuǎn)換7.5 高級問題7.5.1 關(guān)節(jié)角偏移7.5.2 確定D-H參數(shù)7.5.3 改進(jìn)D-H參數(shù)7.6 應(yīng)用： 繪圖7.7 應(yīng)用： 一個簡單的步行機(jī)器人7.7.1 運(yùn)動學(xué)7.7.2 單腿運(yùn)動7.7.3 四腿運(yùn)動7.8 本章總結(jié)擴(kuò)展閱讀習(xí)題第8章 速度關(guān)系8.1 機(jī)械手的雅可比矩陣8.1.1 坐標(biāo)系之間的速度轉(zhuǎn)換8.1.2 末端執(zhí)行器坐標(biāo)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(yùn)動控制8.2.1 雅可比矩陣的奇異性8.2.2 欠驅(qū)動機(jī)器人的雅可比矩陣8.2.3 過驅(qū)動機(jī)器人的雅可比矩陣8.3 力的關(guān)系8.3.1 坐標(biāo)系間的力旋量轉(zhuǎn)換8.3.2 力旋量轉(zhuǎn)換至關(guān)節(jié)空間8.4 逆運(yùn)動學(xué)： 一個通用數(shù)值方法8.5 本章總結(jié)擴(kuò)展閱讀習(xí)題第9章 動力學(xué)與控制9.1 運(yùn)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(tài)可操作性9.2 傳動系統(tǒng)9.2.1 摩擦9.3 正向動力學(xué)9.4 機(jī)械臂關(guān)節(jié)控制9.4.1 驅(qū)動器9.4.2 獨(dú)立關(guān)節(jié)控制9.4.3 剛體動力學(xué)補(bǔ)償9.4.4 柔性傳動9.5 本章總結(jié)擴(kuò)展閱讀習(xí)題第四部分 計算機(jī)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(zhuǎn)換10.2.6 什么是白色10.3 高級議題10.3.1 顏色的不變性10.3.2 白平衡10.3.3 由于吸收的顏色變化10.3.4 伽瑪10.3.5 應(yīng)用： 彩色圖像10.4 本章總結(jié)擴(kuò)展閱讀習(xí)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(jī)標(biāo)定11.2.1 齊次變換法11.2.2 分解相機(jī)標(biāo)定矩陣11.2.3 位姿估計11.2.4 相機(jī)標(biāo)定工具箱11.3 非透視成像模型11.3.1 魚眼鏡頭相機(jī)11.3.2 反射折射相機(jī)11.3.3 球形相機(jī)11.4 統(tǒng)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(jié)擴(kuò)展閱讀習(xí)題第12章 圖像處理12.1 獲取圖像12.1.1 來自文件的圖像12.1.2 來自附帶相機(jī)的圖像12.1.3 來自電影文件的圖像12.1.4 來自網(wǎng)絡(luò)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(guān)12.4.2 模板匹配12.4.3 非線性操作12.5 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)12.5.1 去除噪聲12.5.2 邊界檢測12.5.3 形態(tài)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(jié)擴(kuò)展閱讀習(xí)題第13章 圖像特征提取13.1 區(qū)域特征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 直線特征13.3 點(diǎn)特征13.3.1 經(jīng)典角點(diǎn)檢測器13.3.2 尺度空間角點(diǎn)檢測器13.4 本章總結(jié)擴(kuò)展閱讀習(xí)題第14章 使用多幅圖像14.1 特征匹配14.2 多視圖幾何學(xué)14.2.1 基本矩陣14.2.2 本質(zhì)矩陣14.2.3 估計基本矩陣14.2.4 平面單應(yīng)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(xì)化14.3.4 清理和重構(gòu)14.3.5 三維紋理映射顯示14.3.6 補(bǔ)色立體圖14.3.7 圖像矯正14.3.8 平面擬合14.3.9 3D點(diǎn)集匹配14.4 結(jié)構(gòu)和運(yùn)動14.5 應(yīng)用： 透視矯正14.6 應(yīng)用： 拼接14.7 應(yīng)用： 圖像匹配和檢索14.8 應(yīng)用： 圖像序列處理14.9 本章總結(jié)擴(kuò)展閱讀習(xí)題第五部分 機(jī)器人學(xué)、 視覺與控制第15章 基于視覺的控制15.1 基于位置的視覺伺服15.2 基于圖像的視覺伺服15.2.1 相機(jī)和圖像運(yùn)動15.2.2 控制特征運(yùn)動15.2.3 深度15.2.4 控制性能分析15.3 使用其他圖像特征15.3.1 直線特征15.3.2 圓特征15.4 本章總結(jié)擴(kuò)展閱讀習(xí)題第16章 高級視覺伺服16.1 XY/Z分割的IBVS16.2 使用極坐標(biāo)的IBVS16.3 對一個球面相機(jī)的IBVS16.4 應(yīng)用： 機(jī)械臂機(jī)器人16.5 應(yīng)用： 移動機(jī)器人16.5.1 完整約束移動機(jī)器人16.5.2 非完整約束移動機(jī)器人16.6 應(yīng)用： 飛行機(jī)器人16.7 本章總結(jié)擴(kuò)展閱讀習(xí)題附 錄附錄A 安裝工具箱附錄B Simulink軟件附錄C MATLAB對象附錄D 線性代數(shù)復(fù)習(xí)附錄E 橢圓附錄F 高斯隨機(jī)變量附錄G 雅克比矩陣附錄H 卡爾曼濾波附錄I 齊次坐標(biāo)系附錄J 圖附錄K 峰值搜索術(shù)語參考文獻(xiàn)