第1章 机器人和数字人建模概述

1.1机器人的发展历程：过去、现在和未来

1.2数字人建模：历史、成就和新挑战

1.3借助机器人分析方法进行数字人建模

参考文献

第2章 数学基础

2.1向量、坐标变换和空间描述

2.2李群和李代数

2.3指数映射和k-？过程

2.4对偶数、对偶向量及代数形式

2.4.1对偶环微积分

2.4.2对偶向量和对偶矩阵

2.4.3单位旋量和特殊正交对偶矩阵

2.5外代数简介

习题

参考文献

第3章 刚体运动的表示

3.1平移和旋转

3.2线速度和角速度

3.3位置和方向的统一表示

3.4切空间和雅可比矩阵变换

习题

参考文献

第4章 机器人运动学和静力学

4.1 D-H法

4.2刚体运动的齐次变换

4.3运动学反解

4.4雅可比矩阵和微分运动

4.5对偶变换

4.6机器人静力学

4.7计算机仿真实践

4.7.1斯坦福机器人运动

4.7.2工业机器人模型及其运动

习题

参考文献

第5章 冗余机器人和混联机器人系统

5.1广义逆矩阵

5.2冗余机器人

5.3混联机器人系统

5.4并联机构的运动学建模

5.4.1 Stewart平台

5.4.2雅可比方程和对偶原理

5.4.3 3＋3自由度混联机器人手臂建模和分析

5.5计算机仿真实践

习题

参考文献

第6章 机器人手臂数字样机和3D动画

6.1 MATLAB中的基本曲面绘制和数据结构

6.2机器人手臂的数字化建模和装配

6.3运动规划和3D动画

习题

参考文献

第7章 机器人动力学：建模和方程

7.1机器人动力学的几何解释

7.2牛顿-欧拉算法

7.3拉格朗日方程

7.4惯性矩阵的确定

7.5位形流形和等距嵌入

7.5.1度量分解和流形嵌入

7.5.2位形流形的等距嵌入

7.5.3组合等距嵌入和结构矩阵

7.5.4最小等距嵌入和等距化

7.6简洁动力学方程

习题

参考文献

第8章 机器人系统控制

8.1路径规划和轨迹跟踪

8.2独立关节伺服控制

8.3输入/输出映射和系统可逆性

8.3.1输入/输出映射和相对度的概念

8.3.2系统的可逆性及应用

8.4精确线性化和可线性化理论

8.4.1对合性和完全可积性

8.4.2输入状态线性化过程

8.4.3输入/输出线性化过程

8.4.4输入/输出通道的动态扩展

8.4.5线性子系统和内部动态

8.4.6零动态和最小相位系统

8.5机器人系统动态控制

8.5.1李雅普诺夫稳定性理论

8.5.2设定点稳定性和轨迹跟踪控制策略

8.6多级联系统反推控制器设计

8.6.1李雅普诺夫直接法控制器设计

8.6.2反推递推法控制器设计

8.7机器人自适应控制系统

8.8计算机仿真实践

8.8.1 3关节类斯坦福机器人手臂动力学建模和控制

8.8.2欠驱动机器人系统建模和控制

8.8.3并联机器人动力学建模和控制

习题

参考文献

第9章 数字人建模：运动学和静力学

9.1局部与全局运动学模型和运动类型

9.2五点模型的局部和全局雅可比矩阵

9.3运动范围和力的范围

9.3.1人体结构体系基本概念

9.3.2人体运动系统概述

9.3.3运动范围和关节舒适区

9.3.4关节力的范围

9.4数字人静力学

9.4.1关节力矩分布和平衡法则

9.4.2由重力产生的关节力矩分布

9.5姿态优化准则

9.5.1关节舒适准则

9.5.2对接关节力矩分布准则

9.5.3最小做功的目标

习题

参考文献

第10章 数字人建模：三维实体模型和运动生成

10.1利用MATLAB建立人体模型

10.2手部模型和数字传感

10.3运动规划和定量描述

10.4人体基本运动分析：行走、奔跑和跳跃

10.5数字人现实运动生成

习题

参考文献

第11章 数字人建模：动力学和交互式控制

11.1动力学模型、算法及实现

11.2 δ力激励和步态动力学

11.3模拟汽车碰撞中的数字人动力学运动

11.4简易爆炸装置中的人体模型动力学建模和分析

11.5车辆主动系统的动态交互式控制

11.5.1车辆主动约束系统建模和控制

11.5.2主动悬挂系统模型和人机交互控制

11.6数字人建模展望

习题

参考文献

索引