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机械臂运动规划与轨迹插补精讲

共计 30 章节

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运动规划概述

机械臂运动规划的定义 · 分类（全局/局部） · 核心挑战（高维空间

运动规划概述机械臂运动规划的…

构型空间（C-Space）

从笛卡尔空间到构型空间的映射 · 障碍物在C-Space中的表示 · 自由空间与障碍空间

C-Space构型空间

RRT算法原理

快速随机搜索树的基本思想 · 树扩展流程 · 概率完备性分析

RRT算法原理

RRT算法实现

Python伪代码实现 · 节点采样 · 最近邻搜索

RRT算法实现

RRT*的渐进最优性 · Rewire机制 · 代价函数设计

Bi-RRT与双向搜索

双向RRT的加速原理 · Connect启发式策略 · 适用场景

Bi-RRT双向搜索

概率路线图的学习阶段与查询阶段 · 节点连接策略 · Lazy PRM

A*与Dijkstra在机械臂规划中的应用

栅格化C-Space · 启发式函数设计 · JPS跳点优化

人工势场法

引力场与斥力场 · 局部极小值问题 · 改进策略（随机逃逸

人工势场法引力场

轨迹插补基础

轨迹与路径的区别 · 插补的数学本质（参数化曲线拟合）

轨迹插补基础轨迹

梯形速度规划

T型速度曲线的加速-匀速-减速三段式 · 时间最优特性 · S曲线平滑

梯形速度规划T型速度曲线的加…

S形速度规划

S曲线的加加速度（Jerk）约束 · 七段式模型 · 冲击最小化

S形速度规划Jerk

多项式插补

三次多项式插补 · 五次多项式插补 · 边界条件与连续性约束

多项式插补三次多项式插补

B样条曲线插补

B样条基函数 · 控制点与节点向量 · C2连续性保证

B样条曲线插补B样条基函数

NURBS曲线插补

非均匀有理B样条 · 权因子调节 · 工业机器人常用NURBS格式

NURBS曲线插补

圆弧与直线插补

空间直线插补 · 空间圆弧插补（三点定圆） · 过渡圆弧

圆弧直线插补

笛卡尔空间直线插补

姿态插补（四元数Slerp） · 位置与姿态同步

笛卡尔空间直线插…Slerp

关节空间与笛卡尔空间插补对比

奇异性问题 · 计算效率 · 精度差异

关节空间笛卡尔空间插补对…

时间最优轨迹规划

基于动力学约束的时间最优 · 凸优化方法 · TOPP算法

时间最优轨迹规划基于动力学约束的…

速度与加速度约束

运动学约束建模 · 速度极限 · 加速度极限

速度加速度约束

碰撞检测基础

包围盒（AABB/OBB） · GJK算法 · 分离轴定理

碰撞检测基础AABB/OBB

常用碰撞检测库FCL · 层次包围盒树构建 · 快速相交测试

动态窗口法（DWA） · 速度障碍法（VO） · 安全走廊生成

避障规划DWA

多机械臂协同规划

互避规划 · 优先级规划 · 分布式一致性方法

多机械臂协同规划互避规划

柔顺运动规划

力位混合控制 · 阻抗控制中的轨迹生成 · 装配任务规划

柔顺运动规划力位混合控制

在线重规划

动态环境下的实时规划 · Replanning策略 · MPC方法

线重规划动态环境下的实时…

运动规划中的优化方法

凸优化 · SQP · 遗传算法在轨迹优化中的应用

运动规划优化方法

ROS MoveIt框架

MoveIt架构 · OMPL规划器接口 · 规划场景与碰撞矩阵

工业机器人离线编程

RoboDK与KUKA.Sim中的轨… · 后处理与代码生成

工业机器人离线编…RoboDK

基于RRT*的6轴机械臂避障抓取规划…

综合案例RRT