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本课程属于：012-机械臂运动学动力学与控制 智能机器人、自动化与智能装备工程 · 共 7 门相关课程，组合学习更完整。
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正逆运动学 机械臂轨迹规划 路径规划 运动控制

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 核心概念 · 整体框架
课程导入学习目标
02
数学基础
向量 · 旋转矩阵 · 齐次变换矩阵
数学基础向量
03
机械臂运动学基础
关节空间与笛卡尔空间 · 自由度 · 工作空间
机械臂运动学基础关节空间
04
正运动学（Forward Kinematics）
D-H参数法 · 建立连杆坐标系 · 推导变换矩阵
ForwardKinematics
05
正运动学编程实战
使用Python/ROS实现正运动学… · 验证典型构型（如6轴机械臂）的末端位…
正运动学编程实战Python/ROS
06
逆运动学（Inverse Kinematics）
问题定义 · 可解性 · 多解性
InverseKinematics
07
逆运动学解析法
针对典型构型（如Pieper准则）的… · 并处理奇异与多解选择策略
逆运动学解析法Pieper
08
逆运动学数值法
雅可比矩阵 · 伪逆法 · 阻尼最小二乘法
逆运动学数值法雅可比矩阵
09
逆运动学编程实战
实现数值逆解算法 · 并处理关节限位 · 奇异规避与最优解选择
逆运动学编程实战实现数值逆解算法
10
速度运动学
雅可比矩阵的推导 · 奇异性分析 · 可操作度
速度运动学雅可比矩阵的推导
11
轨迹规划基础
轨迹与路径的区别 · 关节空间与笛卡尔空间轨迹规划 · 时间缩放与插值方法
轨迹规划基础轨迹
12
关节空间轨迹规划
三次多项式 · 五次多项式 · 梯形速度曲线
关节空间轨迹规划三次多项式
13
笛卡尔空间轨迹规划
直线 · 圆弧 · 样条曲线插值
笛卡尔空间轨迹规…直线
14
轨迹规划编程实战
实现多项式插值与梯形速度规划 · 生成平滑轨迹并可视化位置 · 速度
轨迹规划编程实战实现多项式插值
15
路径规划概述
路径规划与轨迹规划的关系 · 配置空间（C-space） · 障碍物表示
路径规划概述路径规划
16
基于采样的路径规划
PRM（概率路线图）与RRT（快速探… · 变体（RRT* · Informed RRT*）及参数调…
基于采样的路径规…PRM
17
基于搜索的路径规划
Dijkstra · A* · D*算法在栅格地图上的应用
基于搜索的路径规…Dijkstra
18
机械臂路径规划中的约束
关节限位 · 自碰撞 · 环境碰撞检测（FCL
机械臂路径规划约束
19
路径规划编程实战
在ROS MoveIt中配置OMPL · 实现RRT/PRM规划 · 并处理规划失败与重规划
路径规划编程实战ROS
20
运动控制基础
控制架构（位置 · 速度 · 力矩控制）
运动控制基础控制架构
21
机械臂动力学简介
牛顿-欧拉与拉格朗日方程 · 惯性矩阵 · 科氏力与重力项
机械臂动力学简介牛顿
22
计算力矩控制
基于动力学模型的控制律设计 · 实现精确轨迹跟踪 · 并讨论模型不确定性与鲁棒性
计算力矩控制基于动力学模型的…
23
阻抗控制与力控制
阻抗控制原理 · 力/位混合控制 · 以及接触任务（如打磨
阻抗控制力控制
24
运动控制编程实战
在仿真环境（如Gazebo）中实现P… · 跟踪给定轨迹并分析误差
运动控制编程实战Gazebo
25
ROS与MoveIt集成
URDF建模 · MoveIt Setup Assis… · 规划组配置
ROSMoveIt
26
综合实战项目（一）
基于仿真机械臂完成从正逆运动学求解到…
综合实战项目基于仿真机械臂完…
27
综合实战项目（二）
在真实或高保真仿真环境中实现运动控制 · 完成避障路径规划与轨迹跟踪 · 并优化性能
综合实战项目真实或高保真仿真…
28
常见问题与调试技巧
正逆解精度问题 · 轨迹抖动 · 规划失败
常见问题调试技巧
29
前沿与扩展
冗余机械臂 · 移动机械臂 · 视觉伺服
前沿扩展
30
课程总结与进阶路径
知识体系回顾 · 项目复盘 · 推荐资源（书籍
课程总结进阶路径