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機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)教材（機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)教材電子版）

發(fā)布時(shí)間：2023-03-12 07:22:49 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 67 問(wèn)大家

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來(lái)大家介紹下關(guān)于機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)教材的問(wèn)題，以下是小編對(duì)此問(wèn)題的歸納整理，讓我們一起來(lái)看看吧。

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本文目錄:

1、機(jī)器人專業(yè)課程有哪些
2、想問(wèn)下，學(xué)習(xí)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)前先要把矩陣論這本書搞懂么，貌似自學(xué)比較困難啊
3、機(jī)器人學(xué)基礎(chǔ)？
4、如何系統(tǒng)地學(xué)習(xí)機(jī)器人

機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)教材（機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)教材電子版）

一、機(jī)器人專業(yè)課程有哪些

機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)教材（機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)教材電子版）

專業(yè)核心課程

《機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)》、《機(jī)器人控制技術(shù)》、《機(jī)器人視覺(jué)與傳感技術(shù)》、《工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與編程》、《現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用》。

主要實(shí)踐環(huán)節(jié)

《典型電氣控制設(shè)備專項(xiàng)訓(xùn)練》、《自動(dòng)生產(chǎn)線的集成與控制》、《嵌入式控制系統(tǒng)專項(xiàng)訓(xùn)練》、《機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)專用周》、機(jī)器人技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)、《電工電子實(shí)訓(xùn)》、《頂崗實(shí)習(xí)Ⅰ》、《畢業(yè)實(shí)踐》。

二、想問(wèn)下，學(xué)習(xí)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)前先要把矩陣論這本書搞懂么，貌似自學(xué)比較困難啊

數(shù)學(xué)類的主題，如果沒(méi)有專業(yè)環(huán)境按部就班的進(jìn)行課程學(xué)習(xí)

最好不要抓住一門沒(méi)頭沒(méi)尾的就開始自學(xué)，得不償失，而且未必能學(xué)懂

工科以能讀懂要搞的專業(yè)應(yīng)用技術(shù)為準(zhǔn)來(lái)學(xué)數(shù)學(xué)，比學(xué)懂相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)本身更可行。

自學(xué)的話還是抓住一兩門關(guān)鍵課程，其它數(shù)學(xué)類的相關(guān)知識(shí)需要用的時(shí)候去查閱一下

矩陣論是線性代數(shù)基礎(chǔ)上的延伸，作為一般工科內(nèi)容線代知識(shí)應(yīng)該完全掌握，但矩陣論過(guò)于理論化的內(nèi)容沒(méi)有必要系統(tǒng)學(xué)習(xí)（對(duì)一般專業(yè)用不到也很難學(xué)懂）

不知道你是做機(jī)器人技術(shù)的哪個(gè)領(lǐng)域，如果控制問(wèn)題，可以系統(tǒng)的學(xué)一下矩陣論。如果只是空間幾何問(wèn)題，應(yīng)該了解一下基本概念和問(wèn)題的符號(hào)表達(dá)，做到相關(guān)數(shù)學(xué)描述知道對(duì)應(yīng)屬于哪部分知識(shí)內(nèi)容就行了。用的時(shí)候查閱性的研讀具體細(xì)節(jié)。

三、機(jī)器人學(xué)基礎(chǔ)？

在機(jī)器人學(xué)中，一個(gè)描述旋轉(zhuǎn)或平移的變換可以表示為一個(gè)齊次變換矩陣，通常記作 $T$. 這個(gè)矩陣可以左乘或右乘一個(gè)表示空間點(diǎn)或向量的列向量 $p$，得到變換后的新坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)或向量 $p'$.

設(shè) $T$ 表示旋轉(zhuǎn)或平移變換的齊次變換矩陣， $p$ 表示一個(gè)空間點(diǎn)或向量的列向量，則左乘和右乘的結(jié)果分別為：

機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)教材（機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)教材電子版）

其中 $R$ 表示旋轉(zhuǎn)變換的旋轉(zhuǎn)矩陣， $t$ 表示平移變換的平移向量， $0^T$ 表示 $3times 1$ 的零向量。

可以發(fā)現(xiàn)，左乘和右乘得到的結(jié)果是不同的，即 $T_l p neq T_r p$. 左乘得到的新坐標(biāo)系中的點(diǎn)或向量是 $p$ 經(jīng)過(guò) $T$ 變換后的結(jié)果，而右乘得到的是一個(gè)行向量，表示一個(gè)點(diǎn)在原坐標(biāo)系中的坐標(biāo)經(jīng)過(guò) $T$ 變換后在新坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。因此，左乘和右乘得到的結(jié)果不相同。

在機(jī)器人學(xué)中，通常使用左乘的形式來(lái)表示空間點(diǎn)或向量在坐標(biāo)系變換后的新坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，即 $p' = T_l p$，而使用右乘的形式來(lái)表示從新坐標(biāo)系中的坐標(biāo)計(jì)算出對(duì)應(yīng)的原坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，即 $p = T_r p'$。這種習(xí)慣用法可以減少矩陣乘法的計(jì)算量和內(nèi)存占用。

四、如何系統(tǒng)地學(xué)習(xí)機(jī)器人

作者：鄭帆

鏈接：http://www.zhihu.com/question/22390802/answer/21350061

來(lái)源：知乎

著作權(quán)歸作者所有，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系作者獲得授權(quán)。

作為在校工科生，只回答問(wèn)題中關(guān)于如何自學(xué)機(jī)器人方面的問(wèn)題。

1. 基礎(chǔ)知識(shí)入門

教材大同小異，推薦常用的兩本：

克萊格：機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論 (豆瓣)

蔡自新：機(jī)器人學(xué) (豆瓣)

配合教材可以看斯坦福大學(xué)的公開課：斯坦福大學(xué)公開課：機(jī)器人學(xué)

以上內(nèi)容，幫助在腦海中建立機(jī)器人學(xué)的大概圖景和基本概念。當(dāng)然，不必盡看，實(shí)際上認(rèn)真鉆研一套足矣。通常機(jī)器人學(xué)基礎(chǔ)討論都基于機(jī)械臂，需要弄懂的幾個(gè)問(wèn)題：機(jī)械臂的空間描述和坐標(biāo)變換；機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)；機(jī)械臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)；機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)；軌跡規(guī)劃；機(jī)械臂的控制；其他如機(jī)械設(shè)計(jì)、傳感器、圖像處理etc。

基礎(chǔ)內(nèi)容中，個(gè)人認(rèn)為最重要的必須掌握的幾個(gè)概念：

①剛體位姿的坐標(biāo)描述和變換：機(jī)器人模型的基礎(chǔ)，于機(jī)器人學(xué)的重要性猶如英文字母至于英文；

②D-H坐標(biāo)變換：機(jī)械臂建模的重要方法，以簡(jiǎn)潔的數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述由一連串剛體組成的機(jī)械臂；

③雅克比矩陣：機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)的核心，用于關(guān)節(jié)速度和末端速度的換算；

④拉格朗日動(dòng)力學(xué)：力和速度加速度之間換算的橋梁。

最重要的工具：數(shù)學(xué)，尤其是線性代數(shù)。

2. 基礎(chǔ)動(dòng)手入門

工科不動(dòng)手，學(xué)過(guò)也沒(méi)有。如果你覺(jué)得上述基礎(chǔ)內(nèi)容很枯燥（實(shí)際上確實(shí)很枯燥），不放自己動(dòng)手增加趣味性。

軟件上，可以使用萬(wàn)能的matlab。實(shí)際上，克萊格的《機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論》里就有大量matlab習(xí)題，可以參考。當(dāng)然這里不得不提Perter Corke編寫的robotics toolbox for matlab :http://petercorke.com/Robotics_Toolbox.html。

安裝這個(gè)toolbox之后，你可以在matlab上通過(guò)D-H方法建立機(jī)器人模型，并避開底層繁瑣的矩陣運(yùn)算，通過(guò)簡(jiǎn)單的函數(shù)進(jìn)行一些運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算——不過(guò)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解經(jīng)常不收斂，畢竟不涉及底層嘛。更多的細(xì)節(jié)題主可以自己摸索。貼一個(gè)自己開始瞎搗騰時(shí)弄的模型圖（害羞>.<）：

硬件上，個(gè)人DIY機(jī)器人的話成本是很高的，定位為科教功能的nao機(jī)器人（此著名萌貨見下圖，為什么我要貼這個(gè)無(wú)關(guān)緊要的圖因?yàn)樗鼘?shí)在是太萌了），一臺(tái)就賣十幾萬(wàn)呢。

但是學(xué)生黨個(gè)人DIY相對(duì)簡(jiǎn)陋的機(jī)械臂也是可行的。買幾個(gè)幾十塊錢的電機(jī)，精度雖低，能轉(zhuǎn)起來(lái)就行。買幾塊控制板。如果你電路夠牛逼，也可以自行設(shè)計(jì)電路畫電路圖送加工然后自行焊接，但總還是買現(xiàn)成的板子方便嘛。對(duì)于初級(jí)選手，控制板可以選擇學(xué)生黨最常用的單片機(jī)，這里我推薦自己搗騰過(guò)的開源項(xiàng)目arduino：Arduino - HomePage

<img src="https://pic4.zhimg.com/1acab177ab8c1b12554f37fc43e9ee8b_b.jpg" data-rawwidth="926" data-rawheight="400" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="926" data-original="https://pic4.zhimg.com/1acab177ab8c1b12554f37fc43e9ee8b_r.jpg">（圖片來(lái)自arduino官網(wǎng)首頁(yè)）（圖片來(lái)自arduino官網(wǎng)首頁(yè)）

arduino的好處是，編程語(yǔ)法簡(jiǎn)單，只要能理解基礎(chǔ)的C語(yǔ)言即可，幾乎零入門；編輯器自帶很多sample可以參考；編程模板通用性強(qiáng)，很多時(shí)候編程只需要在模板上改動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能的語(yǔ)句即可；作為開源項(xiàng)目，google一下就可找到很多國(guó)外強(qiáng)人做的狂拽酷炫的DIY項(xiàng)目，比如：DIY Robotic Hand Controlled by a Glove and Arduino 很多DIY的人愿意將程序公開，可以拿來(lái)參考；還有就是，價(jià)格不貴。

不管買電機(jī)還是控制板，可以求助萬(wàn)能的淘寶。一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械臂搭起來(lái)，幾百塊錢夠了。

貼一張我使用arduino板子和簡(jiǎn)單電機(jī)瞎倒騰的機(jī)械臂：

<img src="https://pic3.zhimg.com/6ebe0575e365054c2743eadaefc9837e_b.jpg" data-rawwidth="2000" data-rawheight="3552" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="2000" data-original="https://pic3.zhimg.com/6ebe0575e365054c2743eadaefc9837e_r.jpg">用它在紙上畫線，因?yàn)榫鹊停灾本€抖成那副挫樣（害羞>.<）。用它在紙上畫線，因?yàn)榫鹊?，所以直線抖成那副挫樣（害羞>.<）。

3. 進(jìn)階

進(jìn)階就沒(méi)法在知乎里講了。首先方向太多，在學(xué)習(xí)完基礎(chǔ)知識(shí)以后，你要做什么（工業(yè)機(jī)械手臂，運(yùn)動(dòng)型仿人機(jī)器人，etc），你要做哪一塊（機(jī)械設(shè)計(jì)，電路，圖像處理，控制算法，步態(tài)規(guī)劃etc）。再者，成本太高，你懂的。最后，進(jìn)階的機(jī)器人DIY沒(méi)有必要，財(cái)力成本高是一回事，更甚的是時(shí)間精力成本高。如果不以機(jī)器人為專業(yè)，那么到1、2階段，自己玩玩即可。如果有志于從事機(jī)器人相關(guān)研究或工作，那么在大學(xué)里參與相關(guān)研究項(xiàng)目即可。

以上就是關(guān)于機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)教材相關(guān)問(wèn)題的回答。希望能幫到你，如有更多相關(guān)問(wèn)題，您也可以聯(lián)系我們的客服進(jìn)行咨詢，客服也會(huì)為您講解更多精彩的知識(shí)和內(nèi)容。