可配置的多機器人三維仿真系統
機器人仿真系統為機器人系統的前期設計、后期驗證提供了平臺,利用機器人仿真實驗替代實體機器人實驗,能夠有效避免機器人可能出現的硬件損傷,并提高工作效率。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
作為機器人研究中的重要方面,機器人仿真技術始終是機器人領域的熱點之一。將計算機仿真技術的優勢引入到機器人的研究中,使實驗者更加逼真地感受到機器人的空間三維環境。機器人仿真系統為機器人系統的前期設計、后期驗證提供了平臺,利用機器人仿真實驗替代實體機器人實驗,能夠有效避免機器人可能出現的硬件損傷,并提高工作效率。同時,可用于機器人學的教學中,豐富教學的內容。
項目特色:
對機器人的三維仿真實現。根據真實機器人的幾何尺寸,利用AutoCAD和3dsMax進行機器人建模,最終通過Managed Direct3D實現高仿真度的仿真機器人場景,并允許用戶以各種方式控制仿真場景的平移、旋轉、縮放操作。
根據“可配置”的設計目標,采用模塊化的設計思路,實現與真實網絡多機器人系統相同的架構,保證仿真系統與真實系統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。
通過對機器人學中正逆運動學、雅克比矩陣、軌跡規劃等基礎知識的研究,依據.Net開發平臺,采用C#語言實現了三維仿真系統的整體架構,利用Managed Direct3D實現了仿真場景,并利用計算機強大的圖形顯示優勢實現了可擴展功能,例如:機器人末端點標記,機器人數據文件的記錄回放功能等。
主要技術性能指標:
萬次無故障運行,運行過程中內存占用為55M。
可運行于不同的操作系統中,包括:Windows 2000,Windows XP及Windows Vista。
仿真場景可以實現60fps的刷新率。
可通過Internet實現與真實網絡多機器人系統的連接。
南開大學
2022-08-12