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複雜機器人系統實時規劃理論與技術

  • 作者：張時毓|責編:萬瑞達//楊昕
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030791252
  • 出版日期：2025/03/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：164
人民幣：RMB 118 元      售價：元
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內容大鋼
    本書圍繞提升應用型機器人自主化和智能化水平的重要目標，重點介紹其中的核心問題——機器人實時規劃理論與技術，涵蓋了該領域國內外研究現狀，以及作者近年來取得的相關研究成果。本書首先介紹高維自由度機械臂在動態和不確定性因素下的實時軌跡規劃問題，包括基於非線性優化的軌跡規劃族模型的建立，以及基於非凸模型轉化、學習優化、關節解耦的模型變換方法和求解演算法；然後介紹多個機械臂在共享工作空間中的實時運動協調和任務分配方法，闡明其對不確定性因素的反應能力和可拓展性。
    本書可作為應用控制科學與工程、機械工程等學科領域的高校教師、研究生和高年級本科生的教學和科研參考用書，也可用作政府部門和企事業單位相關人員的實踐指導書。
作者介紹
張時毓|責編:萬瑞達//楊昕
  張時毓，北京郵電大學博士生導師。主要研究方向為智能機器人交互與協同技術。主持國家自然科學基金、國防科技173計劃技術領域基金等多項國家級和省部級科研項目，于IEEE匯刊等高水平期刊發表學術論文10余篇，授權國家發明專利2項。研究成果多次在國際學術會議、工業界創新會議等活動中展示。
目錄
第1章  緒論
  1.1  機械臂實時規劃技術
  1.2  機械臂發展現狀
    1.2.1  機械臂軌跡規劃研究現狀
    1.2.2  多機械臂運動協調研究現狀
    1.2.3  多機械臂任務分配研究現狀
  1.3  本書主要內容
  參考文獻
第2章  實時軌跡規劃族模型
  2.1  軌跡模型
  2.2  機械臂軌跡規劃
    2.2.1  關節空間點到點軌跡規劃
    2.2.2  基於非線性優化的軌跡規劃模型
  2.3  實時軌跡規劃族
  2.4  算例
  2.5  本章小結
  參考文獻
第3章  非凸軌跡優化問題模型轉化
  3.1  參數選取對優化問題的影響
  3.2  軌跡規劃的非凸優化模型
  3.3  非凸優化模型轉化
  3.4  算例
  3.5  本章小結
  參考文獻
第4章  基於學習優化的軌跡規劃族實時求解
  4.1  基於學習優化的實時求解方法
    4.1.1  學習優化模型
    4.1.2  學習優化性能評價指標
  4.2  基於降維映射的數據集生成方法
    4.2.1  降維映射
    4.2.2  數據集生成
    4.2.3  基於學習優化的軌跡規劃問題數據集生成
  4.3  基於多元多重回歸的初值學習
    4.3.1  多元多重回歸
    4.3.2  回歸方法
  4.4  參數修正
  4.5  算例
    4.5.1  降維映射生成數據集
    4.5.2  特徵選擇
    4.5.3  回歸方法
    4.5.4  修正參數
  4.6  本章小結
  參考文獻
第5章  基於關節解耦的近似最優軌跡規劃
  5.1  基於關節解耦優化的實時軌跡規劃
    5.1.1  關節耦合軌跡優化問題
    5.1.2  軌跡優化問題解耦
    5.1.3  學習選取耦合參數
  5.2  軌跡優化模型關節解耦
  5.3  同步時間確定

    5.3.1  整體步驟
    5.3.2  關節獨立運行時間可行範圍確定
    5.3.3  學習近似最優同步時間
  5.4  關節獨立優化問題求解
    5.4.1  可行關節獨立優化求解
    5.4.2  不可行關節獨立優化求解
  5.5  算例
    5.5.1  耦合優化與解耦優化
    5.5.2  學習同步時間
    5.5.3  目標改變時的實時軌跡規劃
  5.6  本章小結
  參考文獻
第6章  基於實時軌跡規劃的虛擬飛機座艙力觸覺交互
  6.1  基於實時軌跡規劃的虛擬飛機座艙力觸覺交互系統
    6.1.1  系統組成和工作原理
    6.1.2  關鍵性能指標
  6.2  力觸覺反饋機構工作空間分析
    6.2.1  基於蒙特卡羅法的工作空間生成
    6.2.2  工作空間劃分
  6.3  基於實時軌跡規劃的力觸覺交互實驗
    6.3.1  硬體系統
    6.3.2  實驗系統程序流程
    6.3.3  實驗方案與實驗結果
  6.4  本章小結
  參考文獻
第7章  不確定性環境下多機器人系統實時運動協調
  7.1  共享工作空間多機械臂運動協調問題
  7.2  雙機械臂運動協調方法
    7.2.1  基於軌跡規劃的解耦式運動協調
    7.2.2  時間最優軌跡規劃
    7.2.3  碰撞區域表示
    7.2.4  優先順序順序及阻塞情況確定
    7.2.5  協調軌跡重新規劃
  7.3  兩個以上機械臂運動協調方法
    7.3.1  離線軌跡重新規劃
    7.3.2  在線軌跡重新規劃
    7.3.3  計算複雜性與可拓展性
    7.3.4  總優先順序順序與死鎖
  7.4  實驗
    7.4.1  雙機械臂運動協調
    7.4.2  兩個以上機械臂協調
  7.5  本章小結
  參考文獻
第8章  不確定性環境下多機器人系統在線任務分配
  8.1  多機器人在線任務分配問題
  8.2  在線序列任務分配
    8.2.1  同步與非同步分配
    8.2.2  並行模擬預測
    8.2.3  求解完整性和最優性分析
  8.3  多機器人最優任務分配

    8.3.1  具有可變效能的最優分配問題
    8.3.2  多機器人協調在最優分配問題中的建模
    8.3.3  分支定界演算法
    8.3.4  非同步分配實現
  8.4  實驗
  8.5  本章小結
  參考文獻

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