基于Webots的轮式机器人仿真平台开发

随着现代社会的飞速发展,科技水平不断提升,机器人的出现为人们日常生活带来了极大便利,在多个领域发挥着重要作用,如家庭、安防监控、娱乐、医疗、教育等,但与此同时机器人安全问题也尤为突出,有必要深入研究机器人的故障预测及故障诊断方法,并采取有效措施加以解决。为此,对仿人机器人和Webots仿真现状进行研究,再基于Webots仿真软件,构建出一种轮式机器人仿真平台,致力于解决机器人故障问题,提高机器人安全性。

基于Webots的足式机器人的运动仿真研究

为了提高四足机器人在建筑施工现场等非结构化地面行走的稳定性,在传统虚拟模型控制的基础上提出了一种基于模型预测算法的四足机器人运动控制方法。首先建立四足机器人的动力学模型,分析运动和足反力的力学关系,之后通过模型预测控制器(MPC)计算出所需要的地面反作用力,将动力学问题转化为带约束的凸优化问题,并将求解得到的地面反作用力映射到各个关节的力矩中,实现四足机器人的稳定行走。最后通过仿真软件Webots来实现四足机器人在非结构化地面的行走,仿真结果显示,四足机器人通过非结构化地面的姿态角波动较小可以很好的保持自身姿态,最后得出该方法能保持四足机器人在非结构化路面的通过性和稳定性。

基于Webots的人形机器人爬坡研究

爬坡机器人是可移动人形机器人领域的一个重要分支,因为它需要克服重力的作用而可靠地依附于爬升表面上并自主移动,完成多种特定条件下的作业任务,所以是当前机器人领域研究的热点之一。本文提出基于Webots平台爬坡机器人的技术难题,实践表明Webots能有效开展爬坡机器人的相关研究。

基于Webots仿真软件的仿生六足机器人机构设计与步态规划

仿真技术在机器人机构设计与运动分析的研究与应用中发挥着重要的作用,可提升机器人机构设计的质量和改善机器人的运动性能。在六足纲昆虫观测实验的基础上,模仿六足纲昆虫的躯体形态和结构特征,以蚂蚁爬行的三角步态为摹本,对仿生六足机器人进行了机构设计与步态规划,并在Webots移动机器人仿真软件的环境下完成了仿生六足机器人的实体造型,编制了相应的运动控制程序,且通过仿真实验验证了仿生六足机器人机构的合理性和运动的灵活性。

基于Webots的蛇形机器人翻滚运动仿真及实现

针对蛇形机器人的侧向翻滚运动,给出一种建立正交关节蛇形机器人三维空间运动模型的方法,提出了一种更为简单的实现蛇形机器人侧向翻滚运动的舵机输入函数。通过选择不同的控制参数,可以实现蛇形机器人"U"字形和"V"字形侧向翻滚运动。在Webots移动机器人仿真软件上进行正交关节蛇形机器人翻滚运动仿真,并在蛇形机器人本体上进行试验,验证了所提控制规律的有效性。

基于Webots的蛇形机器人蜿蜒步态规划及偏移补偿

仿生蛇形机器人对复杂环境具有良好的适应性,应用前景广泛.针对蜿蜒运动初始时刻的突变问题和运动过程中存在的偏移问题,提出优化方程,并对蜿蜒运动步态进行规划,研究了模型参数对机器人运动速度、偏移的影响,分析运动控制参数,并对运动步态偏移进行补偿.通过Webots仿真实验表明:运动控制参数决定了蛇形机器人的运动形状、偏移量及转弯特性,可以有效避免侧向偏移,对蛇形机器人高效的运动控制具有较为重要的借鉴意义.

基于Webots的轮式服务机器人仿真平台研究与设计

基于虚拟现实的仿真技术能够有效降低研究成本、缩短产品研发周期,在机器人设计及相关领域研究中发挥着重要作用。本文基于Webots移动机器人仿真软件进行了轮式服务机器人3D模型设计,编写了运动控制程序,完成了仿真平台的搭建。仿真实验结果证明了该仿真平台设计的合理性,通过此平台可极大的促进轮式服务机器人相关研究工作的展开。

基于Webots仿真软件的四足机器人建模和运动控制

运用计算机进行机器人仿真,首先对四足机器人模型的各项参数进行设定,对各部分关系进行分析;在此基础上利用Webots 8.3仿真平台构建机器人的3D模型、分析了机器人控制原理,以及如何创建和添加控制器。

基于Webots的汽车起重机建模及控制研究

为了解决吊装过程中潜在的作业安全问题,本文在Webots移动机器人仿真环境下对汽车起重机进行建模及运动控制分析。首先,对汽车起重机的结构进行分析,选择相应的连接方式;然后,建立汽车起重机的骨架模型及物理模型,并且进行纹理渲染。通过分析吊装作业过程,对汽车起重机的各部分设计控制器算法,从而实现模拟整个吊装作业过程的目的。在编写运动控制程序过程中,引入碰撞检测算法的思想,选择外接轮廓作为描述方式。实验结果表明,在基于Webots的仿真环境下进行汽车起重机建模及控制过程研究,可以快速有效地制定出吊装方案,辅助施工人员顺利完成吊装作业,降低吊装过程中的作业风险。

基于WEBOTS的模糊PID控制的研究

在基于Webots虚拟移动机器人仿真软件提供的环境下,以Epuck轮式机器人为实验平台,设计了模糊PID控制器并提出了一种模糊PID控制算法,在Webots软件的代码区写入模糊PID控制算法来控制机器人的运动,最后将实验结果与常规PID控制进行了比较分析,得出了模糊PID具有控制更准确,鲁棒性更强,和系统更稳定的优势。

Webots3D仿真环境中用遗传算法优化参数的实现

探讨了在Webots3D仿真环境中利用遗传算法来优化参数的基本原理,并给出了如何编译带有GAlib库函数的程序的具体方法。

Simulink与Webots环境下四足机器人仿脊髓控制研究

针对现有的四足机器人运动控制存在的问题,提出了仿生脊髓运动网络的控制策略。通过Simulink和Webots联合仿真平台,使用图形化编程界面构建脊髓运动网络的拓扑结构,并对其控制性能进行仿真,仿真结果表明该策略有效地实现了四足机器人的运动,为进一步提高四足机器人运动控制性能奠定了基础。

Webots3D仿真环境中用遗传算法优化参数的实现

探讨了在Webots3D仿真环境中利用遗传算法来优化参数的基本原理,并给出了如何编译带有GAlib库函数的程序的具体方法。

基于Webots的SLAM算法及其系统实现研究

研究了基于Webots仿真软件开发室内移动机器人SLAM测试平台的可行性.系统平台融合机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)应用Gmapping、Cartographer两种算法实现了环境建图和分析.再通过DWA(Dynamic Window Approaches)和TEB(Timed Elastic Band)两种局部路径算法实现了机器人自主导航并作对比.最后基于实验结果优化系统设计方案,完成了SLAM系统测试仿真功能的改善.

基于Webots的工业机器人分拣仿真

针对工业机器人分拣目标存在的问题,搭建一个基于Webots的工业机器人分拣系统平台,对目标进行颜色和形状的识别,由机器人完成分拣任务。结果表明,此方法可行。

基于webots的物体识别设计与实现

复杂背景一直是影响基于机器视觉的物体识别精度的一个重要因素。本文围绕复杂背景对物体识别的影响,运用webots仿真平台对机器人在复杂背景下实现特定物体识别的问题进行设计与实验,验证其可行性和识别效果。仿真结果表明,此方法可行,而且在一定程度上排除了复杂环境对于物体识别精度的影响。

基于webots的机器人避障及物体识别仿真

本文运用webots对机器人在家庭环境下物体识别可能遇到的问题进行了模拟仿真,验证其可行性。主要完成了对家庭环境和机器人模型的搭建及控制程序的编写并以此实现机器人避障和物体识别。仿真结果表明,此方法可行。为今后的算法改进奠定了基础。

Webots平台的仿人机器人仿真的研究

仿人机器人是机器人研究领域的热点,可以应用于工业、医疗和家庭服务等领域。机器人仿真技术可以帮助研究者更好地研究机器人的结构和运动控制。本文基于Webots软件,构建HOAP2机器人的运动仿真平台,详细说明了机器人仿真环境的构建过程以及运动控制的仿真过程。仿真结果说明,本研究构建的仿真平台是有效的。

基于Webots的机器人机身姿态控制

足式机器人存在控制复杂、难以保证行走的稳定性、对复杂环境的处理难度大等一系列问题,目前足式机器人没有能够展现出其灵活性和适应性上的优势。该文基于运动学模型的控制理论,提出了一种姿态逆解算法,并设计了一种基于姿态信息的四足机器人控制系统,该控制系统在控制机器人腿的运动之外,还增加了机器人机身的平移和旋转运动。并且在Webots仿真软件上进行了仿真实验,验证了该姿态逆解算法的正确性和该控制系统的灵活性。

农业采摘机械手虚拟仿真设计

精确控制机械手运动可以实现自动化采摘、提高采摘效率,适应智能农业的需求。文章采用逆运动解析法计算出机械臂在末端位姿的全部逆解,并进行了虚拟仿真设计。使用Webots仿真软件对机械手运动的场景进行功能预设,仿真机械手的运动移动和搬运工作,得到机械手的工作范围,达到验证运动控制方案的正确性和可行性。