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机器人技术基础教材（机器人技术基础教材电子版）

发布时间：2023-03-12 07:22:49 稿源：创意岭阅读： 67 问大家

大家好！今天让创意岭的小编来大家介绍下关于机器人技术基础教材的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

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本文目录:

1、机器人专业课程有哪些
2、想问下，学习机器人技术基础前先要把矩阵论这本书搞懂么，貌似自学比较困难啊
3、机器人学基础？
4、如何系统地学习机器人

机器人技术基础教材（机器人技术基础教材电子版）

一、机器人专业课程有哪些

机器人技术基础教材（机器人技术基础教材电子版）

专业核心课程

《机器人机械系统》、《机器人控制技术》、《机器人视觉与传感技术》、《工业机器人应用与编程》、《现场总线技术及其应用》。

主要实践环节

《典型电气控制设备专项训练》、《自动生产线的集成与控制》、《嵌入式控制系统专项训练》、《机器人机械系统专用周》、机器人技术综合实训、《电工电子实训》、《顶岗实习Ⅰ》、《毕业实践》。

二、想问下，学习机器人技术基础前先要把矩阵论这本书搞懂么，貌似自学比较困难啊

数学类的主题，如果没有专业环境按部就班的进行课程学习

最好不要抓住一门没头没尾的就开始自学，得不偿失，而且未必能学懂

工科以能读懂要搞的专业应用技术为准来学数学，比学懂相关的数学知识本身更可行。

自学的话还是抓住一两门关键课程，其它数学类的相关知识需要用的时候去查阅一下

矩阵论是线性代数基础上的延伸，作为一般工科内容线代知识应该完全掌握，但矩阵论过于理论化的内容没有必要系统学习（对一般专业用不到也很难学懂）

不知道你是做机器人技术的哪个领域，如果控制问题，可以系统的学一下矩阵论。如果只是空间几何问题，应该了解一下基本概念和问题的符号表达，做到相关数学描述知道对应属于哪部分知识内容就行了。用的时候查阅性的研读具体细节。

三、机器人学基础？

在机器人学中，一个描述旋转或平移的变换可以表示为一个齐次变换矩阵，通常记作 $T$. 这个矩阵可以左乘或右乘一个表示空间点或向量的列向量 $p$，得到变换后的新坐标系中对应的点或向量 $p'$.

设 $T$ 表示旋转或平移变换的齐次变换矩阵， $p$ 表示一个空间点或向量的列向量，则左乘和右乘的结果分别为：

机器人技术基础教材（机器人技术基础教材电子版）

其中 $R$ 表示旋转变换的旋转矩阵， $t$ 表示平移变换的平移向量， $0^T$ 表示 $3times 1$ 的零向量。

可以发现，左乘和右乘得到的结果是不同的，即 $T_l p neq T_r p$. 左乘得到的新坐标系中的点或向量是 $p$ 经过 $T$ 变换后的结果，而右乘得到的是一个行向量，表示一个点在原坐标系中的坐标经过 $T$ 变换后在新坐标系中的坐标。因此，左乘和右乘得到的结果不相同。

在机器人学中，通常使用左乘的形式来表示空间点或向量在坐标系变换后的新坐标系中的坐标，即 $p' = T_l p$，而使用右乘的形式来表示从新坐标系中的坐标计算出对应的原坐标系中的坐标，即 $p = T_r p'$。这种习惯用法可以减少矩阵乘法的计算量和内存占用。

四、如何系统地学习机器人

作者：郑帆

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

来源：知乎

著作权归作者所有，转载请联系作者获得授权。

作为在校工科生，只回答问题中关于如何自学机器人方面的问题。

1. 基础知识入门

教材大同小异，推荐常用的两本：

克莱格：机器人学导论 (豆瓣)

蔡自新：机器人学 (豆瓣)

配合教材可以看斯坦福大学的公开课：斯坦福大学公开课：机器人学

以上内容，帮助在脑海中建立机器人学的大概图景和基本概念。当然，不必尽看，实际上认真钻研一套足矣。通常机器人学基础讨论都基于机械臂，需要弄懂的几个问题：机械臂的空间描述和坐标变换；机械臂运动学；机械臂逆运动学；机械臂动力学；轨迹规划；机械臂的控制；其他如机械设计、传感器、图像处理etc。

基础内容中，个人认为最重要的必须掌握的几个概念：

①刚体位姿的坐标描述和变换：机器人模型的基础，于机器人学的重要性犹如英文字母至于英文；

②D-H坐标变换：机械臂建模的重要方法，以简洁的数学语言描述由一连串刚体组成的机械臂；

③雅克比矩阵：机械臂运动学的核心，用于关节速度和末端速度的换算；

④拉格朗日动力学：力和速度加速度之间换算的桥梁。

最重要的工具：数学，尤其是线性代数。

2. 基础动手入门

工科不动手，学过也没有。如果你觉得上述基础内容很枯燥（实际上确实很枯燥），不放自己动手增加趣味性。

软件上，可以使用万能的matlab。实际上，克莱格的《机器人学导论》里就有大量matlab习题，可以参考。当然这里不得不提Perter Corke编写的robotics toolbox for matlab :http://petercorke.com/Robotics_Toolbox.html。

安装这个toolbox之后，你可以在matlab上通过D-H方法建立机器人模型，并避开底层繁琐的矩阵运算，通过简单的函数进行一些运动学计算——不过逆运动学求解经常不收敛，毕竟不涉及底层嘛。更多的细节题主可以自己摸索。贴一个自己开始瞎捣腾时弄的模型图（害羞>.<）：

硬件上，个人DIY机器人的话成本是很高的，定位为科教功能的nao机器人（此著名萌货见下图，为什么我要贴这个无关紧要的图因为它实在是太萌了），一台就卖十几万呢。

但是学生党个人DIY相对简陋的机械臂也是可行的。买几个几十块钱的电机，精度虽低，能转起来就行。买几块控制板。如果你电路够牛逼，也可以自行设计电路画电路图送加工然后自行焊接，但总还是买现成的板子方便嘛。对于初级选手，控制板可以选择学生党最常用的单片机，这里我推荐自己捣腾过的开源项目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">（图片来自arduino官网首页）（图片来自arduino官网首页）

arduino的好处是，编程语法简单，只要能理解基础的C语言即可，几乎零入门；编辑器自带很多sample可以参考；编程模板通用性强，很多时候编程只需要在模板上改动设计实现功能的语句即可；作为开源项目，google一下就可找到很多国外强人做的狂拽酷炫的DIY项目，比如：DIY Robotic Hand Controlled by a Glove and Arduino 很多DIY的人愿意将程序公开，可以拿来参考；还有就是，价格不贵。

不管买电机还是控制板，可以求助万能的淘宝。一个简单的机械臂搭起来，几百块钱够了。

贴一张我使用arduino板子和简单电机瞎倒腾的机械臂：

<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">用它在纸上画线，因为精度低，所以直线抖成那副挫样（害羞>.<）。用它在纸上画线，因为精度低，所以直线抖成那副挫样（害羞>.<）。

3. 进阶

进阶就没法在知乎里讲了。首先方向太多，在学习完基础知识以后，你要做什么（工业机械手臂，运动型仿人机器人，etc），你要做哪一块（机械设计，电路，图像处理，控制算法，步态规划etc）。再者，成本太高，你懂的。最后，进阶的机器人DIY没有必要，财力成本高是一回事，更甚的是时间精力成本高。如果不以机器人为专业，那么到1、2阶段，自己玩玩即可。如果有志于从事机器人相关研究或工作，那么在大学里参与相关研究项目即可。

以上就是关于机器人技术基础教材相关问题的回答。希望能帮到你，如有更多相关问题，您也可以联系我们的客服进行咨询，客服也会为您讲解更多精彩的知识和内容。