01
运动学概述
机器人运动学的基本概念、正运动学与逆运动学的定义与区别、运动学在机器人控制中的作用。
基础概念
02
空间描述与变换
位置与姿态的描述、旋转矩阵、齐次变换矩阵、平移与旋转的复合变换。
数学矩阵
03
连杆参数与DH模型
Denavit-Hartenberg参数定义、标准DH与改进DH的区别、建立连杆坐标系的步骤。
建模DH
04
正运动学求解
从关节空间到笛卡尔空间的映射、利用DH参数推导末端位姿、MATLAB/Python验证示例。
正向代码
05
逆运动学求解
逆运动学的多解问题、解析法与数值法（如IKFast、TRAC-IK）的对比、雅可比矩阵与奇异性。
逆向解析
06
MoveIt运动学插件
MoveIt的Kinematics Solver架构、KDL、IKFast、TRAC-IK等插件的配置与选择。
MoveIt插件
07
运动学仿真与调试
在RViz中验证运动学结果、使用MoveIt C++/Python API进行运动学计算、常见问题排查。
仿真调试
08
运动学性能优化
求解速度与精度的权衡、缓存机制、碰撞感知的运动学求解。
优化性能
09
高级话题
冗余自由度机器人的运动学、移动机械臂的运动学、力控与运动学的结合。
进阶冗余
10
综合实战
搭建一个完整的MoveIt运动学配置项目，从URDF建模到运动学求解与仿真。
实战项目
11
运动学基础数学
向量与矩阵运算、刚体运动与旋转表示（欧拉角、四元数）、李群与李代数简介。
数学李群
12
URDF与运动学模型
URDF中连杆与关节的定义、从URDF提取运动学参数、使用pybotics或urdfpy解析模型。
URDF解析
13
SRDF与运动学配置
SRDF文件的作用、定义规划组与默认姿态、配置运动学求解器参数。
SRDF配置
14
KDL运动学求解器
KDL的安装与配置、正运动学求解实现、逆运动学求解的迭代方法。
KDL迭代
15
IKFast运动学求解器
IKFast的生成与编译、针对特定机器人的解析解生成、精度与速度测试。
IKFast解析
16
TRAC-IK运动学求解器
TRAC-IK的安装与配置、与KDL的性能对比、参数调优。
TRAC-IK对比
17
自定义运动学求解器
开发自定义的Kinematics Solver插件、注册到MoveIt、测试与验证。
自定义插件
18
运动学约束
关节限位约束、笛卡尔路径约束、姿态约束、约束的优先级与冲突处理。
约束规划
19
笛卡尔路径规划
直线与圆弧插补、路径点采样、MoveIt的笛卡尔规划器使用。
笛卡尔插补
20
奇异点处理
奇异点的数学定义、奇异点附近的运动学退化、规避与过渡策略。
奇异点规避
21
多机械臂协同运动学
多臂系统的运动学建模、协同约束、MoveIt的多臂规划支持。
多臂协同
22
移动机械臂运动学
基座移动与机械臂运动的耦合、整体运动学模型、MoveIt的移动基座支持。
移动基座耦合
23
运动学标定
运动学参数误差来源、标定原理与方法、使用MoveIt进行标定。
标定精度
24
运动学与动力学结合
运动学输出作为动力学输入、考虑动力学约束的运动学求解。
动力学耦合
25
运动学在视觉引导中的应用
手眼标定、视觉引导抓取的运动学计算、MoveIt与视觉系统的集成。
视觉手眼
26
运动学在避障中的应用
碰撞检测与运动学求解的耦合、避障路径的运动学可行性检查。
避障碰撞
27
运动学性能测试与评估
求解成功率、求解时间、精度评估、不同求解器的Benchmark。
测试Benchmark
28
MoveIt2中的运动学新特性
MoveIt2的架构变化、运动学求解器的ROS2支持、性能提升。
MoveIt2ROS2
29
运动学在工业机器人中的应用
典型工业机器人（如UR5、ABB）的运动学配置、实际案例分享。
工业案例
30
运动学在服务机器人中的应用
人形机器人、协作机器人的运动学特点、轻量化运动学求解。
服务人形