| 致谢 | 第4-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-9页 |
| 第1章 绪论 | 第13-26页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第13-14页 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 | 第14-23页 |
| 1.2.1 智能挖掘机器人国内外研究现状及发展趋势 | 第14-21页 |
| 1.2.2 挖掘机器人轨迹规划方法研究现状 | 第21-23页 |
| 1.3 课题主要研究内容 | 第23-26页 |
| 第2章 挖掘机器人智能控制系统与通信链路开发 | 第26-42页 |
| 2.1 挖掘机器人的结构组成与智能控制需求分析 | 第26-28页 |
| 2.2 挖掘机器人智能控制系统设计 | 第28-31页 |
| 2.3 挖掘机器人改装方案设计 | 第31-35页 |
| 2.4 智能控制系统通信链路的开发与测试 | 第35-40页 |
| 2.4.1 智能控制系统通信链路框架 | 第35-36页 |
| 2.4.2 WiFi转CAN总线通信软件开发 | 第36-37页 |
| 2.4.3 WiFi转CAN总线通信链路实验 | 第37-40页 |
| 2.5 本章小结 | 第40-42页 |
| 第3章 挖掘机器人工作装置运动学建模与工作范围分析 | 第42-59页 |
| 3.1 挖掘机器人工作装置运动学建模 | 第42-45页 |
| 3.2 挖掘机器人工作装置运动学解析 | 第45-49页 |
| 3.2.1 工作装置运动学正解 | 第45-46页 |
| 3.2.2 工作装置运动学逆解 | 第46-49页 |
| 3.3 工作装置关节空间与驱动空间的转换 | 第49-55页 |
| 3.4 挖掘机器人工作范围分析 | 第55-58页 |
| 3.5 本章小结 | 第58-59页 |
| 第4章 挖掘机器人轨迹规划及优化方法研究 | 第59-95页 |
| 4.1 挖掘机器人轨迹规划概述与RTB简介 | 第59-61页 |
| 4.2 基于RTB的挖掘机器人仿真与挖掘轨迹规划 | 第61-73页 |
| 4.2.1 构建挖掘机器人仿真模型 | 第61-63页 |
| 4.2.2 规划工作装置挖掘作业循环路径 | 第63-66页 |
| 4.2.3 基于RTB的工作装置轨迹规划 | 第66-73页 |
| 4.3 基于NURBS曲线拟合的笛卡尔空间轨迹规划 | 第73-77页 |
| 4.4 基于多项式函数插补的关节空间轨迹规划 | 第77-87页 |
| 4.4.1 关节空间分段多项式(3-3-3-3-3)轨迹规划 | 第77-81页 |
| 4.4.2 关节空间分段多项式(3-3-5-3-3)轨迹规划 | 第81-84页 |
| 4.4.3 关节空间NURBS曲线插补轨迹规划 | 第84-87页 |
| 4.5 基于遗传算法的综合最优轨迹优化 | 第87-93页 |
| 4.6 本章小结 | 第93-95页 |
| 第5章 基于ROS的三维可视化仿真系统的设计与实现 | 第95-110页 |
| 5.1 挖掘机器人仿真平台的选择与ROS简介 | 第95-97页 |
| 5.2 构建挖掘机器人模型描述URDF与Rviz虚拟样机 | 第97-101页 |
| 5.3 基于MoveIt!的工作装置轨迹规划方法 | 第101-105页 |
| 5.4 基于Rviz与Gazebo的可视化三维仿真 | 第105-109页 |
| 5.5 本章小结 | 第109-110页 |
| 第6章 基于四自由度机械臂的轨迹规划模拟实验 | 第110-116页 |
| 6.1 搭建四自由度机械臂硬件平台 | 第110-111页 |
| 6.2 机械臂轨迹规划控制软件开发 | 第111-112页 |
| 6.3 机械臂三维可视化监控与轨迹规划控制实验 | 第112-115页 |
| 6.4 本章小结 | 第115-116页 |
| 第7章 面向自主作业的挖掘机器人任务决策方法研究 | 第116-125页 |
| 7.1 典型作业任务分析与挖掘机器人碰撞检测研究 | 第116-118页 |
| 7.1.1 挖掘机典型作业任务分析 | 第116-117页 |
| 7.1.2 挖掘机器人碰撞检测研究 | 第117-118页 |
| 7.2 平面修整作业任务规划研究 | 第118-120页 |
| 7.3 沟槽类作业任务规划研究 | 第120-122页 |
| 7.4 基坑类作业任务规划研究 | 第122-124页 |
| 7.5 本章小结 | 第124-125页 |
| 第8章 总结与展望 | 第125-128页 |
| 8.1 总结 | 第125-126页 |
| 8.2 展望 | 第126-128页 |
| 参考文献 | 第128-134页 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果及奖励 | 第134页 |
