现代机器人系统仿真

　　第1章机器人系统仿真概述/1
　　1.1引言/1
　　1.2机器人仿真工具/1
　　1.2.1常用的机器人仿真器/2
　　1.2.2物理引擎/9
　　1.3机器人仿真平台/13
　　1.3.1ROS发展概况/13
　　1.3.2ROS架构及基本概念/16
　　1.3.3基于ROS的机器人仿真平台搭建/21
　　1.4机器人仿真任务/26
　　1.5本章小结/28
　　本章参考文献/28
　　第2章刚体机器人系统仿真方法/32
　　2.1引言/32
　　2.2刚体机器人数学建模/32
　　2.2.1刚体运动学模型创建/32
　　2.2.2刚体动力学模型创建/40
　　2.3机械臂运动仿真/46
　　2.3.1基本运动仿真/47
　　2.3.2点对点复杂运动仿真/51
　　2.4机械臂运动规划/55
　　2.4.1高维空间随机采样规划/55
　　2.4.2使用MoveIt!机器人操作框架/69
　　2.5本章小结/76
　　本章参考文献/76
　　现代机器人系统仿真目录第3章刚软混杂机器人系统仿真方法/78
　　3.1引言/78
　　3.2刚软混杂机器人仿真研究动机/78
　　3.3刚软混杂系统数学建模/81
　　3.3.1刚软混杂系统运动学建模/83
　　3.3.2刚软混杂系统动力学建模/89
　　3.4刚软混杂系统运动仿真/95
　　3.4.1纯软体对象仿真实例/95
　　3.4.2刚软混杂机器人系统仿真实例/98
　　3.5本章小结/105
　　本章参考文献/105
　　第4章软体机器人系统仿真方法/107
　　4.1引言/107
　　4.2基于有限元的建模仿真/107
　　4.2.1软体材料的本构模型/107
　　4.2.2综合实例应用/111
　　4.3软体系统运动仿真/114
　　4.3.1基于Bullet引擎的软体仿真场景/114
　　4.3.2软体对象形变仿真实例/117
　　4.3.3软体机器人仿真实例/121
　　4.4本章小结/131
　　本章参考文献/131
　　第5章机器人系统仿真案例实现/133
　　5.1引言/133
　　5.2工业装配机器人系统仿真/133
　　5.2.1卡槽类装配操作仿真/133
　　5.2.2孔轴配合装配操作仿真/141
　　5.3口腔正畸弓丝矫治器制备机器人系统仿真/142
　　5.3.1可形变弓丝形态仿真/143
　　5.3.2可形变弓丝弯制规划/145
　　5.3.3制备过程仿真/148
　　5.4仿人机器人系统仿真/151
　　5.4.1仿真环境工作空间创建/152
　　5.4.2环境数字地图构建/153
　　5.4.3仿人机器人足迹规划仿真/158
　　5.5软体爬行机器人系统仿真/162
　　5.5.1软体爬行机器人的形态学设计与建模/162
　　5.5.2软体爬行机器人仿真/163
　　5.6本章小结/165
　　本章参考文献/166 

　　夏泽洋 中国科学院深圳先进技术研究院软体机器人研究中心主任，研究员，博士生导师。于2002年获得上海交通大学学士学位，2008年获得清华大学博士学位，之后在新加坡及美国工作，2012年回国加入中国科学院深圳先进技术研究院。研究方向为机器人与生物力学，致力于软体机器人、医疗机器人及生物力学、多模机器人操作及控制的研究。主持了国家自然科学基金联合基金重点支持项目、国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作”重点专项、广东省自然科学基金杰出青年项目、广东省重大科技专项等重要项目20余项。在重要国际期刊及会议上发表论文100余篇，申请专利60余项，曾获2017年“吴文俊人工智能自然科学奖”、2019年“熊有伦智湖优秀青年学者奖“和2018年“中国电子学会优秀科技工作者”，相关工作多次被《中国科学报》等媒体专题报道。夏博士是英国工程技术学会会士（IET Fellow），IEEE/ASME Transactions on Mechatronics编委，2019年IEEE RCAR（实时计算与机器人学）国际会议总主席。还担任了中国电子学会青年科学家俱乐部2021年轮值主席，中国电子学会嵌入式系统与机器人分会青年副主任委员，中国职业技术教育学会理事兼学术委员会委员，中国自动化学会机器人专业委员会委员和共融机器人专业委员会委员、中国仿真学会机器人系统仿真专业委员会委员，广东省人工智能与机器人学会理事，广东省医学会医学人工智能分会常务委员，也是中国科学院青年创新促进会优秀会员。

　　机器人系统仿真一直是机器人理论、技术及应用研究的重要及基础性内容之一。刚体机器人、软体机器人和刚软混杂机器人三类机器人系统因物理属性差异，其数学描述、建模方法和相应的仿真方法也存在明显差异。本书按照“理论及方法建立—功能模块及平台实现—典型仿真案例实现及演示”的思路，系统介绍了刚体机器人、软体机器人和刚软混杂机器人三类机器人系统的建模及仿真方法。本书内容及所述方法适用于解决目前常见的机器人操作仿真问题，既可用于相关研究及技术人员的研究及开发参考，也可作为相关领域的研究生及高年级本科生专业用书。本书中仿真案例的源代码可供下载以供研究及学习用。