Keyboard shortcuts

Press ← or → to navigate between chapters

Press S or / to search in the book

Press ? to show this help

Press Esc to hide this help

第二章 · 运动学

本编依据 Siciliano 等《机器人学:建模、规划与控制》第 2 章(原书 p.27–76)整理扩充,覆盖 §2.1–§2.12 全部十二节,并与两周录播全程对齐:第 1 周授 2.1–2.3(1:56–2:24),第 2 周授 2.3–2.12。老师的讲解、课堂补充(Atan2 误差分析、DH「能零则零」等)与易错点,都已写入正文并逐一标注时间点,幻灯片截图则随文嵌入。至于课程未授的 2.6 / 2.8.3 / 2.9.2 / 2.9.9,按原书补入并标注「教材补充 · 课程未授」,以保证内容的完整、方便随时查阅。

本编信息(录播)

素材与生成方式
  • 录播:《机器人控制技术》第 2 周星期一 第 3–5 节(2026-09-14),时长 2:29:00,1080p 教师流;
  • 幻灯片:平台 AI 切分 251 张场景图(0:00–2:20:28),本编嵌入 33 幅(各节 31 + 作业页 2);
  • 生成:whisper-large-v3-turbo 全课转写 → 与幻灯片时间轴对齐 → 按教材对勘重写。其中 47:16–52:47 为课间休息,2:16 之后为答疑与静音段,均不进入正文。

十二节一览

节这一节回答的问题优先级
2.1 刚体的姿态怎么描述一个刚体?浏览
2.2 旋转矩阵9 个余弦怎么组织?核心
2.3 合成连续旋转怎么乘?核心
2.4 欧拉角9 → 3 的压缩?核心
2.5 角和轴绕任意轴转一次?浏览
2.6 四元数怎么修掉角和轴的缺陷?选读(课程未授)
2.7 齐次变换位置 + 指向一个矩阵?核心
2.8 DH 法关节角 → 位姿的算法?核心
2.9 典型结构各种结构长什么样?精读(动手)
2.10 两空间任务在哪指定?浏览
2.11 标定参数不准?浏览
2.12 逆运动学位姿 → 关节角?精读(动手)

优先级说明(第一遍该读到什么程度)

  • 核心 · 必读(2.2、2.3、2.7、2.8):这是全编的地基——2.2 给表示,2.3 给乘法规则(右乘当前轴 / 左乘固定轴),2.7 把位姿打包成 SE(3)SE(3),2.8 把传递标准化成流水线。任何一节跳过,后面的参数表都推不动。
  • 核心 · 必读(2.4):老师当场用 5 分钟讲 Atan2 的误差分析,这是全编唯一被单独立为原理的「编外数值分析」;其中的 ZYZ 反解还将在 2.12 与第三章反复复用。
  • 精读 · 动手(2.9、2.12):2.9 必须亲手重推每种结构的参数表(「参数表写对,剩下就是机械代入」);2.12 的解耦五步则是全编的落点。
  • 浏览(2.1、2.5、2.10、2.11):2.1 只是铺垫;2.5 记住「迹求角、反对称求轴」即可,但其中的 2.5.3 李代数 so(3)so(3) 与指数 / 对数映射(本编补充)建议通读一遍——它是第 3 章角速度 R˙=S(ω)R\dot R=S(\omega)R、四元数半角与 SE(3)SE(3) 螺旋运动的公共语言;2.10 / 2.11 偏概念,考试压力小。
  • 选读 · 课程未授(2.6):录播未讲、考试不作要求,但它恰恰是「为什么工程上放弃欧拉角」的答案。

第一遍的验收标准:拿到任意开链结构图能独立建系、填出 4n4n 参数表、写出 Tn0(q)T_n^0(q)——这一条达不到,先不要进第三章。

各节的关键结论与典型陷阱,都汇总在全章总结中,可随时回查。

一条主线

表示压缩(9→3 / 9→4 / 位姿打包)→ DH 流水线(建系 → 填 4n 参数 → 连乘)→ 逆解无通用法、只有球腕解耦可闭式求解——这一不对称正是第 3 章雅可比登场的理由。(完整版见全章总结)

怎么用这一编
  • 对照录播:每节标题后都括注了对应区间,图注里的「课堂幻灯片 · 约 mm:ss」可用于在原片中定位;转写稿经对勘重写,名词已按教材校正。
  • 动手验证:每个 DH 参数表都应独立重推一遍——「参数表写对,剩下就是机械代入」。
  • 符号警戒:公式长、符号密,勘误中列有课件与教材的记号差异(含 RPY 角标签问题),遇到对不上的符号先查这里。