四足机器人控制算法——建模、控制与实践
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作者杭州宇树科技有限公司
出版社机械工业出版社
ISBN9787111714743
出版时间2023-01
装帧平装
开本16开
定价49元
货号1202799974
上书时间2024-12-29
商品详情
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目录
前言
第1章四足机器人概述及实践准备1
1.1四足机器人发展现状1
1.2四足机器人的组成2
1.3课程准备2
第2章关节电机4
2.1四足机器人的动力系统4
2.2关节电机硬件概述5
2.3关节电机的混合控制6
2.4关节电机的线路连接6
2.5关节电机的配置7
2.6Python范例试运行9
2.7电机控制模式11
2.8移植到其他上位机平台13
第3章机器人仿真与控制框架19
3.1ROS与Gazebo简介19
3.2面向对象程序设计20
3.3有限状态机22
3.4实践:让机器人站起来25
3.5编译源代码30
3.6实践:控制真实机器人并配置网络34
第4章刚体运动学43
4.1二维平面旋转矩阵43
4.2三维空间旋转矩阵45
4.3绕任意转轴的旋转矩阵与指数坐标48
4.4二维平面刚体运动54
4.5三维空间刚体运动55
4.6欧拉角59
4.7实践:在C++中进行矩阵运算60
第5章单腿的运动学与静力学65
5.1正向运动学65
5.2逆向运动学68
5.3一阶微分运动学与静力学71
5.4摆动腿的控制74
5.5实践:让腿动起来74
第6章四足机器人的运动学与动力学77
6.1四足机器人的运动学77
6.2四足机器人的动力学80
6.3刚体的惯性张量83
6.4四足机器人的动力学简化方程84
6.5实践:机器人的原地姿态控制86
第7章四足机器人的状态估计器88
7.1IMU88
7.2状态空间模型89
7.3矩阵微积分92
7.4二次规划93
7.5概率理论93
7.6最小二乘估计95
7.7离散卡尔曼滤波器99
7.8协方差的测量100
7.9离散卡尔曼滤波器的参数调试103
7.10实践:完成状态估计器105
第8章平衡控制器109
8.1机身位姿反馈控制109
8.2足端力控制113
8.3求解机器人动力学方程114
8.4四足机器人的简化逆向动力学116
8.5四足机器人简化模型的质量属性117
8.6实践:通过控制足端力来控制机器人位姿118
第9章四足机器人的步态与轨迹规划122
9.1四足机器人的常用步态122
9.2落脚点规划124
9.3摆动腿足端的轨迹规划126
9.4实践:步态与轨迹规划相关代码128
第10章四足机器人的行走控制器131
10.1行走控制器的控制逻辑131
10.2State_Trotting类简介131
10.3实时进程133
10.4行走控制器的运行流程134
10.5行走控制器的调试136
10.6在机器人上编译控制程序137
10.7行走控制器的改进方向139
第11章四足机器人的感知与导航141
11.1机器人距离传感器141
11.2ROS导航功能包142
11.3机器人控制程序接口146
11.4实践:在ROS中仿真导航功能147
11.5实践:在实机中实现导航功能149
参考文献154
内容摘要
本书系统地介绍了四足机器人的相关技术，从*基础的机器人关节电机和仿真环境开始逐步深入，介绍了机器人的运动学与动力学，讲解了四足机器人的状态估计器与行走控制器，*后还给出了四足机器人通过雷达或视觉传感器实现导航避障的实例。书中大部分章节都搭配有实践环节,方便读者深入理解相关算法。
本书配套有完整的开源代码，读者可以从零开始完成四足机器人的行走控制程序。
本书可作为机器人相关专业的本科生和硕士研究生的教学用书，也可供足式机器人领域的博士研究生和研发人员参考。
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