空间机器人目标捕获的路径规划与实验研究
| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-19页 |
| 第1章 绪论 | 第19-40页 |
| ·课题背景及意义 | 第19-21页 |
| ·课题来源 | 第19页 |
| ·研究的目的及意义 | 第19-21页 |
| ·研究综述 | 第21-38页 |
| ·国外空间机器人项目发展概况 | 第21-29页 |
| ·空间机器人路径规划方法概述 | 第29-34页 |
| ·空间机器人地面实验系统综述 | 第34-38页 |
| ·本文主要研究内容及章节安排 | 第38-40页 |
| 第2章 空间机器人运动学及动力学基本方程 | 第40-65页 |
| ·引言 | 第40-41页 |
| ·基本符号定义 | 第41-43页 |
| ·刚体姿态的表示 | 第43-47页 |
| ·旋转矩阵表示法 | 第43-44页 |
| ·欧拉角表示法 | 第44-45页 |
| ·单位四元数表示法 | 第45-47页 |
| ·空间机器人运动学方程 | 第47-55页 |
| ·空间机器人一般运动方程 | 第47-48页 |
| ·基座位姿固定时的运动学方程 | 第48页 |
| ·自由飞行模式的运动学方程 | 第48-49页 |
| ·自由漂浮模式的运动学方程 | 第49-52页 |
| ·空间机器人的虚拟机械臂建模方法 | 第52-55页 |
| ·空间机器人动力学方程 | 第55-56页 |
| ·空间机器人系统的能量 | 第55页 |
| ·空间机器人一般动力学方程 | 第55-56页 |
| ·自由漂浮空间机器人动力学方程 | 第56页 |
| ·自由漂浮空间机器人与固定基座机器人的比较 | 第56-59页 |
| ·位置级运动学比较 | 第56-57页 |
| ·速度级运动学比较 | 第57-58页 |
| ·工作空间比较 | 第58-59页 |
| ·本文研究的空间机器人系统 | 第59-63页 |
| ·动力学参数表示 | 第59-61页 |
| ·虚拟机械臂模型的虚拟连杆参数 | 第61页 |
| ·DH 坐标系及DH 参数表示 | 第61-62页 |
| ·几点说明 | 第62-63页 |
| ·本章小结 | 第63-65页 |
| 第3章 空间机器人笛卡尔路径规划 | 第65-86页 |
| ·引言 | 第65-66页 |
| ·空间机器人笛卡尔点到点路径规划 | 第66-75页 |
| ·点到点路径规划问题 | 第66-67页 |
| ·关节函数参数化 | 第67-68页 |
| ·关节函数的归一化 | 第68-71页 |
| ·路径规划问题的求解 | 第71-72页 |
| ·仿真研究 | 第72-75页 |
| ·空间机器人笛卡尔连续路径规划 | 第75-84页 |
| ·笛卡尔空间连续位姿跟踪 | 第75-78页 |
| ·基座姿态无扰动的笛卡尔路径规划 | 第78-81页 |
| ·基座姿态调整的笛卡尔路径规划 | 第81-84页 |
| ·本章小结 | 第84-86页 |
| 第4章 空间机器人奇异回避的路径规划 | 第86-123页 |
| ·引言 | 第86-87页 |
| ·PUMA 类型机器人的奇异回避路径规划 | 第87-106页 |
| ·K10 机器人的运动学建模 | 第87-91页 |
| ·奇异条件分离 | 第91-96页 |
| ·奇异回避的路径规划 | 第96-101页 |
| ·奇异回避路径规划方法的仿真和实验 | 第101-106页 |
| ·空间机器人奇异回避路径规划的研究 | 第106-122页 |
| ·基座位姿固定模式下的奇异回避规划 | 第106页 |
| ·自由飞行空间机器人的奇异回避路径规划 | 第106-115页 |
| ·自由漂浮情况下的避奇异路径规划方法 | 第115-122页 |
| ·本章小结 | 第122-123页 |
| 第5章 空间机器人目标捕获的自主路径规划 | 第123-147页 |
| ·引言 | 第123-124页 |
| ·相机成像模型 | 第124-126页 |
| ·图像坐标系与成像平面坐标系 | 第124-125页 |
| ·针孔成像模型 | 第125-126页 |
| ·基于位置的自主路径规划 | 第126-134页 |
| ·主要流程 | 第126-127页 |
| ·PNP 问题与位姿测量 | 第127-129页 |
| ·目标运动的预测 | 第129-130页 |
| ·空间机器人末端运动规划 | 第130-132页 |
| ·空间机器人自主奇异回避算法 | 第132-133页 |
| ·基座姿态扰动的预测及关节速度的自调整 | 第133-134页 |
| ·基于图像的自主路径规划 | 第134-145页 |
| ·主要流程 | 第134-135页 |
| ·图像特征变化与末端位姿变化之间的关系 | 第135-137页 |
| ·目标运动的预测 | 第137-139页 |
| ·空间机器人末端运动规划 | 第139页 |
| ·图像雅可比矩阵奇异性的分析 | 第139-145页 |
| ·空间机器人目标捕获实验研究 | 第145页 |
| ·基于位置及基于图像自主路径规划方法比较 | 第145页 |
| ·本章小结 | 第145-147页 |
| 第6章 目标的停靠与基座姿态重稳定规划 | 第147-166页 |
| ·引言 | 第147-148页 |
| ·基于遗传算法的非完整路径规划方法 | 第148-161页 |
| ·系统状态变量 | 第148页 |
| ·关节函数参数化 | 第148-150页 |
| ·目标函数的定义 | 第150-153页 |
| ·基于遗传算法的路径规划问题求解 | 第153-154页 |
| ·仿真研究 | 第154-161页 |
| ·目标的停靠与基座姿态重稳定 | 第161-165页 |
| ·目标捕获 | 第161-162页 |
| ·动力学参数辨识 | 第162-163页 |
| ·捕获后目标的停靠与基座姿态的重稳定 | 第163-165页 |
| ·本章小结 | 第165-166页 |
| 第7章 空间机器人地面实验系统的建立 | 第166-193页 |
| ·引言 | 第166-167页 |
| ·混合地面实验思想 | 第167-169页 |
| ·两种典型的混合实验思想 | 第167-168页 |
| ·动力学模拟与运动学等效 | 第168-169页 |
| ·实验思想的实现 | 第169-176页 |
| ·空间机器人运动的动力学模拟 | 第169页 |
| ·位置级的运动学等效 | 第169-172页 |
| ·速度级的运动学等效 | 第172-176页 |
| ·实现思想的数学仿真 | 第176-179页 |
| ·仿真的初始条件 | 第176-177页 |
| ·模式I 的仿真 | 第177-178页 |
| ·模式II 的仿真 | 第178-179页 |
| ·两种模式的分析和比较 | 第179页 |
| ·空间机器人地面实验系统的建立 | 第179-183页 |
| ·两套工业机器人 | 第181页 |
| ·手眼视觉测量系统 | 第181页 |
| ·三维实时仿真系统 | 第181-182页 |
| ·目标星模拟器 | 第182页 |
| ·全局视觉系统 | 第182-183页 |
| ·空间机器人路径规划算法的实验研究 | 第183-192页 |
| ·基于位置的自主路径规划实验 | 第183-189页 |
| ·基于图像的自主路径规划实验 | 第189-192页 |
| ·本章小结 | 第192-193页 |
| 结论 | 第193-196页 |
| 参考文献 | 第196-212页 |
| 攻读博士学位期间所撰写的论文 | 第212-215页 |
| 致谢 | 第215-216页 |
| 个人简历 | 第216页 |
