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、后期驗證提供了平臺,利用機(jī)器人仿真實驗替代實體機(jī)器人實驗,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、項目分類
關(guān)鍵核心技術(shù)突破
二、成果簡介
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。將計算機(jī)仿真技術(shù)的優(yōu)勢引入到機(jī)器人的研究中,使實驗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、后期驗證提供了平臺,利用機(jī)器人仿真實驗替代實體機(jī)器人實驗,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,可用于機(jī)器人學(xué)的教學(xué)中,豐富教學(xué)的內(nèi)容。
項目特色:
對機(jī)器人的三維仿真實現(xiàn)。根據(jù)真實機(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Managed Direct3D實現(xiàn)高仿真度的仿真機(jī)器人場景,并允許用戶以各種方式控制仿真場景的平移、旋轉(zhuǎn)、縮放操作。
根據(jù)“可配置”的設(shè)計目標(biāo),采用模塊化的設(shè)計思路,實現(xiàn)與真實網(wǎng)絡(luò)多機(jī)器人系統(tǒng)相同的架構(gòu),保證仿真系統(tǒng)與真實系統(tǒng)各個模塊之間的相互替代,允許用戶在仿真模塊與真實模塊間的自由切換。
通過對機(jī)器人學(xué)中正逆運(yùn)動學(xué)、雅克比矩陣、軌跡規(guī)劃等基礎(chǔ)知識的研究,依據(jù).Net開發(fā)平臺,采用C#語言實現(xiàn)了三維仿真系統(tǒng)的整體架構(gòu),利用Managed Direct3D實現(xiàn)了仿真場景,并利用計算機(jī)強(qiáng)大的圖形顯示優(yōu)勢實現(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):
萬次無故障運(yùn)行,運(yùn)行過程中內(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。
仿真場景可以實現(xiàn)60fps的刷新率。
可通過Internet實現(xiàn)與真實網(wǎng)絡(luò)多機(jī)器人系統(tǒng)的連接。
南開大學(xué)
2022-08-12