第1章 緒論 001
1.1 仿人服務(wù)機(jī)器人誕生與應(yīng)用 001
1.2 仿人服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展與關(guān)鍵技術(shù) 003
1.2.1 仿人服務(wù)機(jī)器人研究及應(yīng)用概況 003
1.2.2 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)原理與前沿 009
1.2.3 路徑規(guī)劃與方法 012
1.2.4 服務(wù)機(jī)器人機(jī)械臂路徑規(guī)劃 015
1.3 關(guān)鍵技術(shù)與技術(shù)難點(diǎn) 017

第2章 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與仿真 019
2.1 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與仿真概述 019
2.2 剛體位姿描述方法 020
2.3 機(jī)械臂正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 023
2.4 啟發(fā)式分層迭代逆解方法 027
2.4.1 FABRIK 方法原理 027
2.4.2 基于C-FABRIK 方法的逆解估計(jì) 029
2.4.3 基于解析法的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程降維 034
2.4.4 啟發(fā)式分層迭代逆解方法的實(shí)現(xiàn)流程 038
2.4.5 冗余逆解的選取 041
2.5 啟發(fā)式分層迭代逆解方法的性能分析 042
2.6 機(jī)械臂速度與加速度分析 053
2.7 啟發(fā)式分層迭代逆解方法仿真實(shí)驗(yàn)與分析 055
2.7.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置 056
2.7.2 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 057
2.8 本章小結(jié) 068

第3章 機(jī)械臂靜態(tài)路徑規(guī)劃方法 069
3.1 機(jī)械臂靜態(tài)路徑規(guī)劃方法概述 069
3.2 路徑規(guī)劃 071
3.2.1 位形空間 071
3.2.2 障礙物和規(guī)劃路徑的表示 073
3.3 快進(jìn)樹方法（FMT*）基本原理 074
3.4 基于通知采樣技術(shù)和任意時(shí)間技術(shù)的快進(jìn)樹方法（IAFMT*） 078
3.4.1 IAFMT* 方法概述 079
3.4.2 基于混合增量搜索的可行路徑規(guī)劃 082
3.4.3 通知采樣技術(shù)基本原理 085
3.4.4 基于動(dòng)態(tài)尋優(yōu)搜索的高質(zhì)量路徑規(guī)劃 086
3.4.5 路徑規(guī)劃中次優(yōu)連接的產(chǎn)生與修正 090
3.5 IAFMT* 方法的性能分析 092
3.5.1 概率完備性 092
3.5.2 漸進(jìn)最優(yōu)性 099
3.5.3 算法復(fù)雜度 104
3.6 實(shí)驗(yàn)與分析 106
3.6.1 性能測試實(shí)驗(yàn)設(shè)置 106
3.6.2 性能測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 108
3.6.3 機(jī)械臂仿真實(shí)驗(yàn)與分析 112
3.7 本章小結(jié) 115

第4章 機(jī)械臂動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃方法 116
4.1 機(jī)械臂動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃方法概述 116
4.2 高斯過程回歸模型 117
4.3 高斯隨機(jī)動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃方法 120
4.3.1 動(dòng)態(tài)規(guī)劃基本框架 120
4.3.2 基于高斯過程回歸的隨機(jī)路徑生成 122
4.3.3 局部動(dòng)態(tài)平滑路徑規(guī)劃 125
4.4 高斯隨機(jī)動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃方法的性能分析 130
4.5 機(jī)械臂動(dòng)態(tài)避障實(shí)驗(yàn)與分析 135
4.6 本章小結(jié) 138

第5章 機(jī)械臂系統(tǒng)設(shè)計(jì)與智能取放 139
5.1 機(jī)械臂系統(tǒng)設(shè)計(jì)與智能取放概述 139
5.2 仿人服務(wù)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)概述 139
5.3 服務(wù)機(jī)器人機(jī)械臂系統(tǒng)設(shè)計(jì) 145
5.3.1 機(jī)械臂系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求分析 145
5.3.2 機(jī)械臂整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 146
5.3.3 機(jī)械臂系統(tǒng)硬件選型 147
5.3.4 機(jī)械臂控制系統(tǒng)架構(gòu) 160
5.4 服務(wù)機(jī)器人抓取系統(tǒng)設(shè)計(jì)與構(gòu)建 162
5.4.1 抓取系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 162
5.4.2 抓取系統(tǒng)的構(gòu)建 164
5.5 服務(wù)機(jī)器人取放實(shí)驗(yàn) 168
5.5.1 靜態(tài)規(guī)劃取放實(shí)驗(yàn)設(shè)置 168
5.5.2 靜態(tài)規(guī)劃取放實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 170
5.5.3 動(dòng)態(tài)規(guī)劃取放實(shí)驗(yàn)設(shè)置 175
5.5.4 動(dòng)態(tài)規(guī)劃取放實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 177
5.6 本章小結(jié) 182

參考文獻(xiàn) 184