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作为机器人研究的一项很重要的内容,机器人仿真是目前机器人学领域的一个新热点和分支。在工业高速发展的现代,仿真技术可辅助机器人应用的开发,起到了降低成本、提高效率的作用;在机器人教育中,生动的图形仿真可有效地辅助机器入学课程的教学,提升学生对机器人基本理论的理解。
本文采用基于原型的面向对象软件开发方法,设计了一套机器人仿真系统的开发方法和流程,目的是开发一套对现有TTRP平台进行虚拟化的多机器人仿真系统MRSS,为用户提供机器人的三维图形再现、多种目标输入方法、可进行算法验证的平台。整个系统分为概念封装、基本功能、高级功能三层:将机器人和控制器以及轨迹规划等概念进行封装,设计控制运动、数据刷新等基本功能,在基本功能的基础上提出点标记、关节角数据变化曲线等应用层功能供用户选用。
在本项目组的前期已有成果之上,对TTRP系统进行深入分析和研究,以本文的设计思想为原则,构建了一套网络机器人仿真平台。本系统实现了生动形象的图形仿真,使得用户有身临其境的感觉,有助于用户从各个角度和距离观察机器人的运动过程;同时,提供了多种人机交互方式,这种多通道的交互方式为用户控制机器人提供了多种渠道,容易引起用户的兴趣;提供了多种数据的表现方式和输出方式,有助于用户观察数据变化的规律;实现了点标记功能,标记机器人的运动曲线,可辅助用户设计和验证轨迹规划算法的有效性;并可在重置参数的条件下把其他类型的机器人引入进来,实现不同机器人系统的定制和扩展。目前,本文实现的这套多机器人仿真系统MRSS不仅可以作为远程客户端设计中的一部分配合项目组的竞争型网络机器人系统的研究和实验,同时还是一个专用的软件仿真平台,用以对机器人运动学和用户设计的各种算法进行仿真研究,与机器人系统相辅相成,共同担负起进行大量实验,采集、再现和分析实验数据的任务。