可配置的多機(jī)器人三維仿真系統(tǒng)
機(jī)器人仿真系統(tǒng)為機(jī)器人系統(tǒng)的前期設(shè)計(jì)、后期驗(yàn)證提供了平臺(tái),利用機(jī)器人仿真實(shí)驗(yàn)替代實(shí)體機(jī)器人實(shí)驗(yàn),能夠有效避免機(jī)器人可能出現(xiàn)的硬件損傷,并提高工作效率。
一、項(xiàng)目分類(lèi)
關(guān)鍵核心技術(shù)突破
二、成果簡(jiǎn)介
作為機(jī)器人研究中的重要方面,機(jī)器人仿真技術(shù)始終是機(jī)器人領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)引入到機(jī)器人的研究中,使實(shí)驗(yàn)者更加逼真地感受到機(jī)器人的空間三維環(huán)境。機(jī)器人仿真系統(tǒng)為機(jī)器人系統(tǒng)的前期設(shè)計(jì)、后期驗(yàn)證提供了平臺(tái),利用機(jī)器人仿真實(shí)驗(yàn)替代實(shí)體機(jī)器人實(shí)驗(yàn),能夠有效避免機(jī)器人可能出現(xiàn)的硬件損傷,并提高工作效率。同時(shí),可用于機(jī)器人學(xué)的教學(xué)中,豐富教學(xué)的內(nèi)容。
項(xiàng)目特色:
對(duì)機(jī)器人的三維仿真實(shí)現(xiàn)。根據(jù)真實(shí)機(jī)器人的幾何尺寸,利用AutoCAD和3dsMax進(jìn)行機(jī)器人建模,最終通過(guò)Managed Direct3D實(shí)現(xiàn)高仿真度的仿真機(jī)器人場(chǎng)景,并允許用戶以各種方式控制仿真場(chǎng)景的平移、旋轉(zhuǎn)、縮放操作。
根據(jù)“可配置”的設(shè)計(jì)目標(biāo),采用模塊化的設(shè)計(jì)思路,實(shí)現(xiàn)與真實(shí)網(wǎng)絡(luò)多機(jī)器人系統(tǒng)相同的架構(gòu),保證仿真系統(tǒng)與真實(shí)系統(tǒng)各個(gè)模塊之間的相互替代,允許用戶在仿真模塊與真實(shí)模塊間的自由切換。
通過(guò)對(duì)機(jī)器人學(xué)中正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)、雅克比矩陣、軌跡規(guī)劃等基礎(chǔ)知識(shí)的研究,依據(jù).Net開(kāi)發(fā)平臺(tái),采用C#語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了三維仿真系統(tǒng)的整體架構(gòu),利用Managed Direct3D實(shí)現(xiàn)了仿真場(chǎng)景,并利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形顯示優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了可擴(kuò)展功能,例如:機(jī)器人末端點(diǎn)標(biāo)記,機(jī)器人數(shù)據(jù)文件的記錄回放功能等。
主要技術(shù)性能指標(biāo):
萬(wàn)次無(wú)故障運(yùn)行,運(yùn)行過(guò)程中內(nèi)存占用為55M。
可運(yùn)行于不同的操作系統(tǒng)中,包括:Windows 2000,Windows XP及Windows Vista。
仿真場(chǎng)景可以實(shí)現(xiàn)60fps的刷新率。
可通過(guò)Internet實(shí)現(xiàn)與真實(shí)網(wǎng)絡(luò)多機(jī)器人系統(tǒng)的連接。
南開(kāi)大學(xué)
2022-08-12