内容介绍
本书集中了实验室在国家自然科学基金项目“驱动对象形态变化的机器人操作的联合建模与规划”（61773365）、国家自然科学基金项目“基于全局动态非结构化人居环境感知的仿人机器人足迹规划研究”（51305436）、国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项“上肢运动功能主动康复机器人系统”（2016YFE0128000）、广东省科技计划项目“机器人精准感知、识别与复杂信息融合技术及其应用”（2014B090919002）等基金项目的支持下，在机器人操作仿真方面取得的系列研究成果。从操作者（manipulator）与操作对象（object）的物理特性角度来分类，现有机器人的操作问题可分为刚体、刚软混杂与软体三类，实际对应9种类型的应用问题。不同类型问题的系统建模和数学描述方法均不相同，对应的实现其机器人操作仿真的方法以及可适用的操作仿真平台也不相同。为此，本书结合上述项目研究的实际案例，系统阐述刚体、刚软混杂与软体机器人的数学描述方法、操作仿真方法、基于开源机器人操作系统（ROS）工具的仿真平台构建与仿真方法实现。本书内容及方法适用于目前绝大多数的机器人操作任务，是相关研究及工业应用的关键技术实现指南。
展开全部↓目录
- 第1章机器人系统仿真概述/1
- 1.1引言/1
- 1.2机器人仿真工具/1
- 1.2.1常用的机器人仿真器/2
- 1.2.2物理引擎/9
- 1.3机器人仿真平台/13
- 1.3.1ROS发展概况/13
- 1.3.2ROS架构及基本概念/16
- 1.3.3基于ROS的机器人仿真平台搭建/21
- 1.4机器人仿真任务/26
- 1.5本章小结/28
- 本章参考文献/28
- 第2章刚体机器人系统仿真方法/32
- 2.1引言/32
- 2.2刚体机器人数学建模/32
- 2.2.1刚体运动学模型创建/32
- 2.2.2刚体动力学模型创建/40
- 2.3机械臂运动仿真/46
- 2.3.1基本运动仿真/47
- 2.3.2点对点复杂运动仿真/51
- 2.4机械臂运动规划/55
- 2.4.1高维空间随机采样规划/55
- 2.4.2使用MoveIt!机器人操作框架/69
- 2.5本章小结/76
- 本章参考文献/76
- 现代机器人系统仿真目录第3章刚软混杂机器人系统仿真方法/78
- 3.1引言/78
- 3.2刚软混杂机器人仿真研究动机/78
- 3.3刚软混杂系统数学建模/81
- 3.3.1刚软混杂系统运动学建模/83
- 3.3.2刚软混杂系统动力学建模/89
- 3.4刚软混杂系统运动仿真/95
- 3.4.1纯软体对象仿真实例/95
- 3.4.2刚软混杂机器人系统仿真实例/98
- 3.5本章小结/105
- 本章参考文献/105
- 第4章软体机器人系统仿真方法/107
- 4.1引言/107
- 4.2基于有限元的建模仿真/107
- 4.2.1软体材料的本构模型/107
- 4.2.2综合实例应用/111
- 4.3软体系统运动仿真/114
- 4.3.1基于Bullet引擎的软体仿真场景/114
- 4.3.2软体对象形变仿真实例/117
- 4.3.3软体机器人仿真实例/121
- 4.4本章小结/131
- 本章参考文献/131
- 第5章机器人系统仿真案例实现/133
- 5.1引言/133
- 5.2工业装配机器人系统仿真/133
- 5.2.1卡槽类装配操作仿真/133
- 5.2.2孔轴配合装配操作仿真/141
- 5.3口腔正畸弓丝矫治器制备机器人系统仿真/142
- 5.3.1可形变弓丝形态仿真/143
- 5.3.2可形变弓丝弯制规划/145
- 5.3.3制备过程仿真/148
- 5.4仿人机器人系统仿真/151
- 5.4.1仿真环境工作空间创建/152
- 5.4.2环境数字地图构建/153
- 5.4.3仿人机器人足迹规划仿真/158
- 5.5软体爬行机器人系统仿真/162
- 5.5.1软体爬行机器人的形态学设计与建模/162
- 5.5.2软体爬行机器人仿真/163
- 5.6本章小结/165
- 本章参考文献/166
