本书围绕提升应用型机器人自主化和智能化水平的重要目标，重点介绍其中的核心问题——机器人实时规划理论与技术，涵盖了该领域国内外研究现状，以及作者近年来取得的相关研究成果。本书首先介绍高维自由度机械臂在动态和不确定性因素下的实时轨迹规划问题，包括基于非线性优化的轨迹规划族模型的建立，以及基于非凸模型转化、学习优化、关节解耦的模型变换方法和求解算法；然后介绍多个机械臂在共享工作空间中的实时运动协调和任务分配方法，阐明其对不确定性因素的反应能力和可拓展性。 本书可作为应用控制科学与工程、机械工程等学科领域的高校教师、研究生和高年级本科生的教学和科研参考用书，也可用作政府部门和企事业单位相关人员的实践指导书。

第1章 绪论
1.1 机械臂实时规划技术
1.2 机械臂发展现状
1.2.1 机械臂轨迹规划研究现状
1.2.2 多机械臂运动协调研究现状
1.2.3 多机械臂任务分配研究现状
1.3 本书主要内容
参考文献
第2章 实时轨迹规划族模型
2.1 轨迹模型
2.2 机械臂轨迹规划
2.2.1 关节空间点到点轨迹规划
2.2.2 基于非线性优化的轨迹规划模型
2.3 实时轨迹规划族
2.4 算例
2.5 本章小结
参考文献
第3章 非凸轨迹优化问题模型转化
3.1 参数选取对优化问题的影响
3.2 轨迹规划的非凸优化模型
3.3 非凸优化模型转化
3.4 算例
3.5 本章小结
参考文献
第4章 基于学习优化的轨迹规划族实时求解
4.1 基于学习优化的实时求解方法
4.1.1 学习优化模型
4.1.2 学习优化性能评价指标
4.2 基于降维映射的数据集生成方法
4.2.1 降维映射
4.2.2 数据集生成
4.2.3 基于学习优化的轨迹规划问题数据集生成
4.3 基于多元多重回归的初值学习
4.3.1 多元多重回归
4.3.2 回归方法
4.4 参数修正
4.5 算例
4.5.1 降维映射生成数据集
4.5.2 特征选择
4.5.3 回归方法
4.5.4 修正参数
4.6 本章小结
参考文献
第5章 基于关节解耦的近似最优轨迹规划
5.1 基于关节解耦优化的实时轨迹规划
5.1.1 关节耦合轨迹优化问题
5.1.2 轨迹优化问题解耦
5.1.3 学习选取耦合参数
5.2 轨迹优化模型关节解耦
5.3 同步时间确定
5.3.1 整体步骤
5.3.2 关节独立运行时间可行范围确定
5.3.3 学习近似最优同步时间
5.4 关节独立优化问题求解
5.4.1 可行关节独立优化求解
5.4.2 不可行关节独立优化求解
5.5 算例
5.5.1 耦合优化与解耦优化
5.5.2 学习同步时间
5.5.3 目标改变时的实时轨迹规划
5.6 本章小结
参考文献
第6章 基于实时轨迹规划的虚拟飞机座舱力触觉交互
6.1 基于实时轨迹规划的虚拟飞机座舱力触觉交互系统
6.1.1 系统组成和工作原理
6.1.2 关键性能指标
6.2 力触觉反馈机构工作空间分析
6.2.1 基于蒙特卡罗法的工作空间生成
6.2.2 工作空间划分
6.3 基于实时轨迹规划的力触觉交互实验
6.3.1 硬件系统
6.3.2 实验系统程序流程
6.3.3 实验方案与实验结果
6.4 本章小结
参考文献
第7章 不确定性环境下多机器人系统实时运动协调
7.1 共享工作空间多机械臂运动协调问题
7.2 双机械臂运动协调方法
7.2.1 基于轨迹规划的解耦式运动协调
7.2.2 时间最优轨迹规划
7.2.3 碰撞区域表示
7.2.4 优先级顺序及阻塞情况确定
7.2.5 协调轨迹重新规划
7.3 两个以上机械臂运动协调方法
7.3.1 离线轨迹重新规划
7.3.2 在线轨迹重新规划
7.3.3 计算复杂性与可拓展性
7.3.4 总优先级顺序与死锁
7.4 实验
7.4.1 双机械臂运动协调
7.4.2 两个以上机械臂协调
7.5 本章小结
参考文献
第8章 不确定性环境下多机器人系统在线任务分配
8.1 多机器人在线任务分配问题
8.2 在线序列任务分配
8.2.1 同步与异步分配
8.2.2 并行仿真预测
8.2.3 求解完整性和最优性分析
8.3 多机器人最优任务分配
8.3.1 具有可变效能的最优分配问题
8.3.2 多机器人协调在最优分配问题中的建模
8.3.3 分支定界算法
8.3.4 异步分配实现
8.4 实验
8.5 本章小结
参考文献