01
并联机器人概述
什么是并联机器人 · 串联vs并联 · Delta结构 · Stewart平台 · 优缺点
基础对比
02
运动学基础
空间坐标系 · 欧拉角/四元数 · 齐次矩阵 · 正解/逆解概念
坐标变换
03
Delta机器人运动学
机构简图 · 正解几何/数值法 · 逆解解析 · 工作空间
DeltaNewton-Raphson
04
Stewart平台运动学
机构简图 · 正解数值 · 逆解解析 · 奇异性 · 雅可比
Stewart矩阵
05
实时控制基础
实时系统 · RTOS选型 · 控制周期 · 任务优先级 · 看门狗
RTOS安全
06
解算性能瓶颈分析
计算耗时 · 三角函数开销 · 矩阵求逆 · 迭代收敛 · 内存访问
性能瓶颈
07
代码级优化技巧
编译器优化 · 循环展开 · 查表法 · 定点数 · 缓存对齐
优化C/C++
08
算法级优化
解析解优先 · 减少迭代 · 初值猜测 · 简化模型 · 分治
算法策略
09
数值方法加速
Newton-Raphson加速 · Broyden · 共轭梯度 · LM · 收敛判据
数值迭代
10
并行计算基础
多核CPU · 任务/数据并行 · OpenMP · Pthreads · 负载均衡
并行多核
11
GPU加速入门
CUDA模型 · 内存层次 · Kernel设计 · Stream · 数据传输
GPUCUDA
12
FPGA加速基础
FPGA架构 · HLS · 流水线 · 定点数 · 资源权衡
FPGAHLS
13
运动学正解加速
Delta查表法 · Stewart预计算 · 插值精度 · 混合解析-数值 · 误差补偿
正解查表
14
运动学逆解加速
Delta向量化 · Stewart并行化 · 雅可比预计算 · 奇异点规避 · 多解选择
逆解向量化
15
动力学解算加速
牛顿-欧拉优化 · 拉格朗日简化 · 递归算法 · 并行化 · 实时库
动力学实时
16
轨迹规划加速
梯形/S形速度 · 多项式插值 · 时间最优 · 在线重规划
轨迹规划
17
视觉伺服加速
视觉管线 · 特征提取 · 坐标变换 · 视觉-运动学联合 · 延迟补偿
视觉伺服
18
力控制加速
力传感器接口 · 阻抗控制 · 力位混合 · 实时力反馈 · 安全力矩
力控阻抗
19
多机协同加速
分布式架构 · 数据同步 · 协同运动学 · 冲突检测 · 通信延迟
多机协同
20
仿真与测试加速
硬件在环 · 软件在环 · 加速比评估 · Profiling · 自动化测试
仿真测试
21
代码生成与部署
自动代码生成 · 嵌入式部署 · 代码尺寸优化 · 启动时间 · 固件升级
部署嵌入式
22
案例分析
Delta分拣 · Stewart平台 · 并联机床 · 手术机器人 · 飞行模拟器
案例实战
23
性能调优方法论
瓶颈定位 · Amdahl · Gustafson · Roofline · 迭代优化
方法论模型
24
工具链与生态
Eigen · ROS2实时 · OpenCV优化 · CUDA库 · Intel IPP
工具生态
25
未来趋势
异构计算 · AI辅助 · 量子计算 · 新型机构 · 开源社区
前沿趋势
26
项目实战
需求分析 · 架构设计 · 编码实现 · 性能测试 · 文档撰写
项目全流程
27
常见问题与调试
数值不稳定 · 实时超时 · 内存泄漏 · 通信丢包 · 硬件故障
调试排错
28
安全与可靠性
冗余设计 · 故障检测 · 降级策略 · EMC防护 · 认证标准
安全可靠
29
行业应用拓展
工业4.0 · 医疗康复 · 航空航天 · 农业自动化 · 服务机器人
行业拓展
30
课程总结与展望
知识体系 · 学习路径 · 推荐资源 · 社区参与 · 持续学习
总结展望