周宏甫,教授、博士、博士生导师。1958.10月出生于湖北。82年6月本科毕业于武汉理工大学,85年5 月硕士毕业于武汉理工大学, 1985年至1993年在武汉科技大学机器人机教研室任教,1993年--96年12月在华中理工大学机械学院(现华中科技大学) 获博士学位。1997年2月至今在华南理工大学机电系任教。主要研究 领域：超声波技术、机器人、无人机、数控、3D 打印。发表了论文 90 余篇， 其中作为第1作者发表 70 余篇，以第1作者上三大索引 30 余篇。

本书是作者在香港理工大学（PolyU），新加坡国立大学（NUS）和印度理工学院德里校区（IITD）做机器人研究与教学的经验总结，也是作者魏百申博士在西澳大利亚大学和广州大学有关机器人方面的工作经验总结。本书详细分析了机器人常用的控制方法与理论，其内容包括：工业机器人的力控制与阻抗控制；移动机器人的麦克纳姆全向轮移动控制；机器人视觉识别与控制，包括机器人单目视觉、双目视觉、结构光视觉和Kinect视觉；机器人导航方法与控制，包括地上磁标导航、惯性测量单元导航、GPS导航和即时定位与地图构建导航；足式机器人的步态控制，包括人形机器人、四足机器人、六足机器人的步态控制；飞行机器人的与飞行姿态；水下机器人的运动与控制。

第1章绪论/1
1.1机器人的定义与分类 /1
1.2机器人的发展 /2
1.3机器人的应用/3
参考文献 /4
第2章机器人的运动学/6
2.1世界坐标系与局部坐标系/6
2.2齐次矩阵/6
2.2.1平面二维齐次矩阵/7
2.2.2空间三维齐次矩阵/8
2.3DH参数/8
2.4DH矩阵/9
2.5正运动学求解/10
2.6运动学逆解/14
2.6.1运动学方程逆解/14
2.6.2机械手平面运动学逆解/15
2.7.3机械手空间运动学逆解/17
2.7工业机器人的工作空间/18
参考文献/20
第3章移动机器人与移动平台的全向控制/22
3.1机器人移动车辆/23
3.2机器人全向轮移动平台/24
3.2.1全向轮移动平台的结构/24
3.2.2AGV运动状态分析/27
3.2.3AGV运动模型/28
3.2.4麦克纳姆轮几何结构/29
3.2.5AGV小车滚轮的运动/31
3.3机器人AGV平台采用麦克纳姆轮的动力分析/33
3.3.1麦克纳姆轮的上下振动位移分析/33
3.3.2麦克纳姆轮的辊子与地面接触力分析/34
3.3.3麦克纳姆轮与地面的摩擦力分析/35
3.3.4麦克纳姆轮轴旋转副受力分析/36
3.4采用麦克纳姆轮的AGV叉车/38
3.4.1AGV叉车运动学模型/38
3.4.2叉车纵向行驶/39
3.4.3横向行驶/41
3.4.4斜向（-45°方向）行驶/42
3.4.5AGV叉车转向行驶/43
3.5AGV的控制系统/44
参考文献/46
机器人控制方法与理论目录第4章机器人视觉/48
4.1单目视觉/48
4.2双目视觉/49
4.2.1双目视觉的原理/49
4.2.2双目立体视觉系统的标定/51
4.2.3双目立体视觉系统的实验/52
4.3结构光视觉/54
4.4Kinect视觉/55
4.4.1Kinect传感器/55
4.4.2Kinect视觉的系统/56
4.4.3Kinect骨骼关节数据/59
4.4.4Kinect骨骼识别/59
4.4.5Kinect 控制机器人/62
参考文献 /65
第5章机器人导航方法与控制/66
5.1概述/66
5.2地上磁标导航/68
5.2.1磁导引传感器与地标传感器/68
5.2.2磁导引设计/70
5.2.3采用RFID标签与RFID传感器的小车导航/71
5.2.4移动机器人采用RFID的控制/73
5.3惯性测量单元导航/75
5.3.1惯性测量单元IMU/75
5.3.2惯性导航原理/75
5.4GPS导航/76
5.5SLAM即时定位与地图构建导航/77
5.5.1地图构建/78
5.5.2定位/78
5.5.3SLAM的数学模型/79
5.5.4移动机器人的自定位/80
5.5.5基于EKF的机器人定位/83
5.5.6EKF定位算法/85
5.5.7机器人的SLAM实现/85
参考文献/88
第6章工业机器人与力控制和阻抗控制/89
6.1工业机器人的定义与分类/89
6.2力控制与阻抗控制/89
6.3力传感器/90
6.4力控制与阻抗控制的应用/91
6.4.1机器人写字画图/91
6.4.2机器人握手/92
6.4.3机器人示教/92
6.5工业机器人的关键部件与控制/93
6.5.1机器人的平衡控制/93
6.5.2关节的速度控制/95
6.5.3控制系统/97
6.5.4手爪机构与控制/97
6.6六自由度关节机器人的运动与控制/101
6.6.1六自由度关节机器人与主体结构/101
6.6.2手腕结构与控制/102
6.6.3末端执行器/102
6.6.4焊接机器人/103
6.7四轴码垛机器人的运动与控制/105
6.7.1码垛机器人/105
6.7.2码垛机器人的主体结构/105
6.7.3码垛机器人运动模拟/110
6.8直角坐标机器人和圆柱坐标机器人的运动与控制/114
参考文献/117
第7章水下机器人的运动与控制/119
7.1鱼类游动分析/119
7.2鱼机器人的运动/125
7.2.1鱼机器人/125
7.2.2鱼机器人的游动/126
7.3鱼机器人结构/128
7.3.1鱼机器人机械结构/128
7.3.2鱼机器人的驱动结构/131
7.3.3鱼机器人的驱动线材料/133
7.3.4鱼皮的材料及结构/133
7.3.5控制部分及电路/133
7.4青蛙机器人/135
7.4.1青蛙游动过程分析/135
7.4.2青蛙机器人的运动/136
参考文献/138
第8章足式机器人及其步态分析/139
8.1足式机器人与步态/139
8.1.1两足机器人/140
8.1.2四足机器人/142
8.1.3六足机器人/145
8.1.4足式机器人的驱动元件选择/146
8.2人形机器人的步态/148
8.2.1人形机器人的自由度配置/148
8.2.2人形机器人的几何参数/151
8.2.3人形机器人的典型部件/152
8.2.4双足机器人的步态/157
8.3四足机器人的步态/158
8.3.1四足机器人的自由度配置/158
8.3.2四足机器人的结构/159
8.3.3四足机器人的步态/160
8.4六足机器人的步态/164
8.4.1六足机器人的自由度配置/164
8.4.2六足机器人的结构/164
8.4.3六足机器人的步态/166
参考文献/170
第9章飞行机器人与飞行姿态/172
9.1鸟类飞行机器人/172
9.1.1鸟类飞行机理/172
9.1.2鸟机器人的运动/175
9.2昆虫飞行机器人/176
9.2.1昆虫飞行机理/176
9.2.2昆虫机器人的运动/178
9.3扑翼机器人的实验方法/179
参考文献/180