更新时间：2024-10-14 16:27:04
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作者简介
第2版前言
第1版前言
本书主要贡献者
第1章 人形机器人概论
1.1 人形机器人简介
1.1.1 什么是人形机器人
1.1.2 人形机器人历史
1.2 本书章节内容
1.3 人形机器人的研发动向
1.3.1 人类合作、共存型机器人系统研发项目（1998—2002）
1.3.2 类人形机器人研究的扩大与扩展（2005—2012）
1.3.3 核电站事故与DARPA机器人挑战赛（2011—2015）
1.3.4 DRC之后（2015—2020）
1.4 展望
1.5 拓展：相关书籍
第2章 机器人运动学
2.1 坐标变换
2.1.1 世界坐标系
2.1.2 局部坐标系和同次变换矩阵
2.1.3 基于一个局部坐标系定义另一个局部坐标系
2.1.4 同次变换矩阵的链式法则
2.2 旋转运动的性质
2.2.1 滚转、俯仰、偏转的表现方式
2.2.2 旋转矩阵的含义
2.2.3 旋转矩阵的逆矩阵
2.2.4 角速度向量
2.2.5 旋转矩阵的微分和角速度向量的关系
2.2.6 角速度向量的积分和旋转矩阵的关系
2.2.7 矩阵对数函数
2.3 物体在三维空间的速度和角速度
2.3.1 单个物体的速度和角速度
2.3.2 两个物体的速度和角速度
2.4 人形机器人的分割方法和控制程序
2.4.1 分割方法
2.4.2 控制程序
2.5 人形机器人的运动学
2.5.1 模型的生成方法
2.5.2 从关节角度求连杆位置和姿态：正向运动学
2.5.3 从连杆的位置和姿态求关节角度：反向运动学
2.5.4 反向运动学的数值解法
2.5.5 雅可比
2.5.6 雅可比的关节速度
2.5.7 奇异姿态
2.5.8 针对奇异姿态的反向运动学计算
2.5.9 使用余因子矩阵的方法
2.6 拓展：辅助函数
第3章 ZMP和机器人动力学
3.1 ZMP和地面反作用力
3.1.1 ZMP
3.1.2 二维解析
3.1.3 三维解析
3.2 ZMP的测量
3.2.1 一般的情况
3.2.2 单脚支撑下的ZMP
3.2.3 双脚支撑下的ZMP
3.3 人形机器人的动力学
3.3.1 人形机器人的运动与地面反作用力
3.3.2 动量
3.3.3 角动量
3.3.4 刚体的角动量和惯性张量
3.3.5 计算整个机器人的重心位置
3.3.6 计算机器人全身的动量
3.3.7 计算机器人全身的角动量
3.4 根据机器人的运动计算ZMP
3.4.1 导出ZMP
3.4.2 近似计算ZMP
3.5 关于ZMP的注意事项
3.5.1 两个种类的说明
3.5.2 在重心的加速运动中ZMP会脱离支撑多边形吗？
3.5.3 ZMP无法处理的情况
3.6 ZMP的六维扩展CWS
3.6.1 接触力螺旋和CWS的接触稳定性判定
3.6.2 ZMP和CWS的等价性
3.6.3 CWC的楼梯接触稳定性判定
3.7 拓展：凸集和凸包
3.7.1 凸集（convex set）
3.7.2 凸包（convex hull）
第4章 双足行走
4.1 如何实现双足行走
4.2 二维步态模式
4.2.1 倒立摆
4.2.2 线性倒立摆的动作
4.2.3 轨道能
4.2.4 通过切换支撑腿进行控制
4.2.5 规划一个简单的步态模式
4.2.6 扩展到不平表面
4.3 三维步态模式
4.3.1 三维线性倒立摆
4.3.2 生成三维步态模式
4.3.3 引入双腿支撑期
4.3.4 从线性倒立摆到多连杆模型
4.3.5 应用于实际机器人
4.4 生成以ZMP为规范的步态模式
4.4.1 台面/小车模型
4.4.2 离线生成步态模式
4.4.3 在线生成步态模式
4.4.4 使用预见控制的动力学滤波器
