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Die meisten Kapitel beginnen mit einer Einführung und enden mit einer Zusammenfassung, Referenzen und Problemen. 1. Grundlagen. Was ist ein Roboter? Klassifikation von Robotern. Was ist Robotik? Geschichte der Robotik. Vor- und Nachteile von Robotern. Roboterkomponenten. Freiheitsgrade von Robotern. Robotergelenke. Roboterkoordinaten. Referenzrahmen von Robotern. Programmiermodi. Robotermerkmale. Arbeitsbereich von Robotern. Roboter-sprachen. Roboteranwendungen. Weitere Roboter und Anwendungen. Soziale Fragen. 2. Robotikinematik: Positionsanalyse. Roboter als Mechanismen. Matrixdarstellung. Homogene Transformationsmatrizen. Darstellung von Transformationen. Inverse Transformationsmatrizen. Vorwärts- und Inverse Kinematik von Robotern. Denavit-Hartenberg-Darstellung der Vorwärtskinematikgleichungen von Robotern. Die inversen kinematischen Lösungen von Robotern. Inverse kinematische Programmierung von Robotern. Degenerierung und Geschicklichkeit. Das grundlegende Problem mit der Denavit-Hartenberg-Darstellung. Entwurfsprojekt 1: Ein Roboter mit drei Freiheitsgraden. 3. Differenzialbewegungen und Geschwindigkeiten. Differenzielle Beziehungen. Jacobian. Differenzialbewegungen eines Rahmens. Interpretation der differentiellen Änderung. Differenzielle Änderungen zwischen Rändern. Differenzialbewegungen eines Roboters und seines Handrahmens. Berechnung des Jacobians. Wie der Jacobian und der Differentialoperator zugeordnet werden. Inverser Jacobian. Entwurfsprojekt. 4. Dynamische Analyse und Kräfte. Lagrangesche Mechanik: Ein kurzer Überblick. Effektive Trägheitsmomente. Dynamische Gleichungen für Roboter mit mehreren Freiheitsgraden. Statische Kraftanalyse von Robotern. Transformation von Kräften und Momenten zwischen Koordinatenrahmen. Entwurfsprojekt. 5. Trajektorienplanung. Pfad vs. Trajektorie. Gelenkraum- vs. kartesische Beschreibungen. Grundlagen der Trajektorienplanung. Gelenkraum-Trajektorienplanung. Kartesische Trajektorien. Kontinuierliche Trajektorienaufzeichnung. Entwurfsprojekt. 6. Aktuatoren. Eigenschaften von Antriebssystemen. Vergleich von Antriebssystemen. Hydraulische Geräte. Pneumatische Geräte. Elektromotoren. Mikroprozessorsteuerung von Elektromotoren. Magnetostriktive Aktoren. Formgedächtnismetalle. Geschwindigkeitsreduzierung. Entwurfsprojekt 1. Entwurfsprojekt 2. 7. Sensoren. Sensorwerte. Positionssensoren. Geschwindigkeitssensoren. Beschleunigungssensoren. Kraft- und Drucksensoren. Drehmomentsensoren. Mikroschalter. Licht- und Infrarotsensoren. Touch- und Tastsensoren. Näherungssensoren. Abstandssensoren. Schnüffelsensoren. Sichtsysteme. Spracherkennungssensoren. Sprachsynthesizer. Remote Center Compliance (RCC)-Gerät. Entwurfsprojekt. 8. Bildverarbeitung und -analyse mit Sichtsystemen. Bildverarbeitung versus Bildanalyse. Zwei- und dreidimensionale Bildtypen. Was ist ein Bild. Erstellung von Bildern. Digitale Bilder. Frequenzbereich vs. Zeitbereich. Fourier-Transformation eines Signals und dessen Frequenzinhalt. Frequenzinhalt von Bildrauschen, Kanten. Operationen im räumlichen Bereich: Faltungsmasken. Abtastung und Quantisierung. Abtasttheorem. Bildverarbeitungstechniken. Histogramm von Bildern. Schwellwertbildung. Konnektivität. Rauschreduktion. Kantenerkennung. Hough-Transformation. Segmentierung. Segmentierung durch Region-Wachstum und Region-Splittung. Binäre Morphologieoperationen. Graue Morphologieoperationen. Bildanalyse. Objekterkennung nach Merkmalen. Tiefenmessung mit Sichtsystemen. Spezialisierte Beleuchtung. Datenkompression von Bildern. Echtzeit-Bildverarbeitung. Heuristiken. Anwendungen von Sichtsystemen. Entwurfsprojekt. 9. Fuzzy-Logik-Steuerung. Fuzzy-Steuerung: Was benötigt wird. Scharfe Werte vs. Fuzzy-Werte. Fuzzy-Mengen: Mitgliedschafts- und Wahrheitsgrade. Fuzzifizierung. Fuzzy-Inferenzregelbasis. Defuzzifizierung. Simulation eines Fuzzy-Logik-Controllers. Anwendungen von Fuzzy-Logik in der Robotik. Entwurfsprojekt. Anhang. Matrixalgebra und Notation: Eine Übersicht. Berechnung eines Winkels aus seinem Sinus, Kosinus oder Tangens. Probleme. Index.
Eine Monografie hat diese Frage untersucht.