Internet模型与网络遥操作系统仿真环境的建立

通过对Internet进行不同地点、时间段和数据包大小的传输时延统计 ,得到了网络传输时延近似符合正态、指数分布或对数正态分布的统计规律。根据Internet的统计模型建立了以Internet仿真器为基础的网络遥操作系统仿真环境。Internet仿真器提供统计模型的三种分布和与实测数据相同分布的时延 。

面向多机器人遥操作的分布式预测图形仿真系统

在遥操作机器人系统中 ,由于存在通信传输时延 ,可能导致控制系统不稳定 ,从而降低遥操作的效率和安全性 .目前多采用预测仿真的方法来克服 .在多机器人遥操作系统不但要克服时延的影响 ,还要能控制机器人协调地完成遥操作任务 .我们开发了一个面向多操作者 -多机器人遥操作的分布式预测图形仿真系统 ,实现了对多机器人遥操作系统的预测仿真 ,多个操作者可以通过人机交互接口遥控各自的机器人 ,相互协调完成遥操作的任务 .初步的实验表明该系统能够克服时延的影响 ,并能实现多操作者 -多机器人的协调遥操作 .这对空间站机器人科学实验。

实时操作系统仿真环境的UML建模

实时调度是实时操作系统研究的重点之一,实时调度策略的评价更是研究的难点。本文采用UML(Unified Modeling Language)对实时操作系统中的进程调度这一核心问题进行建模设计了一个实时操作系统的仿真平台。建模过程中以虚拟时间为驱动,以任务为调度的基本单位,以随机数发生器生成系统负载。利用该平台,研究开发人员可以方便的测试评价新的调度策略和算法。同时,本文可以作为采用UML进行建模的一个范例。

空间科学实验机器人辅助遥操作系统

建立了一个面向空间舱内晶体生长科学实验的地面模拟机器人遥操作系统。该系统通过基于虚拟现实的预测仿真来克服通讯时延的影响 ,并通过仿真图形和实际视频图像的叠加来对虚似仿真环境进行校准 ,以提高预测仿真的保真性。操作员利用空间鼠标等人机交互工具实时控制仿真机器人系统的运动 ,通过遥控与自主相结合的方式 ,并借助全局和局部视觉信息 ,完成了在空间晶体生长科学实验中更换晶体炉料棒的作业任务。

基于互联网的机器人遥操作系统平台

本文设计一个基于互联网的机器人遥操作系统 ,构造一个集研究和实验为一体的机器人遥操作平台 ,以拓宽机器人技术在科研和工程领域的应用前景。它通过融合环境建模和通用操作技巧两种技术 ,在模型误差和系统误差存在的前提下 ,突破了基于模型的高层监控机器人系统仅能进行简单遥操作的局限 ,保证了操作的可靠和稳定 ;采用高精度的图形预测技术 ,有效地克服了网络延时对操作者的影响 ,较大地提高了工作效率 ;通过使用最近设计完成的多机器人控制器 ,极大地提高了机器人遥操作系统软、硬件的可扩展性 ,并且对模型的预测 /预显提供了系统级的支持和优化 ;

柔性机器人协调操作系统的动力特性分析

进行了柔性协调操作机器人的动力特性分析 ,给出了协调操作柔性机器人各杆的动应力的计算方法 ,分析了其与机构构件动应力计算方法的不同 ,并对两 3R柔性机器人协调操作一刚性负载系统进行数值仿真 ,计算了各杆始端、中点和末端的动应力以及每杆最大瞬时动应力和末端位置、转角误差 ,分析了所得结果。

分布式多环境智能机器人系统的设计与仿真

本文介绍了作者研究编制的一套用于机器人行为学习的分布式多环境智能机器人系统的仿真系统，该仿真系统抽象并归纳出一种普适的方式来描述机器人、机器人环境及机器人的各种运动方式．本文叙述了各功能模块及其相互关系，模块组成的数据结构及实现各功能的数据文件，给出了图形功能和仿真结果．仿真图形可控性强，动画效果逼真，人机交互功能好，操作方便、灵活、自由．

机器人操作系统程序设计仿真实验课程探索

机器人操作系统程序设计是一项新兴工业技术,其利用代码技术和软件工具实现对工业机器人的控制,在各种工业领域均有广泛应用,具有良好的发展前景。但是目前该实验课程在高校本科专业中开展较少,并且该实验课程需要配置众多机器人运动控制、视觉方面设备、仪器,无法开展实体实验,影响机器人工程专业人才培养质量。本实验课程基于学校已有的实验室硬件条件,结合行业实际需求,针对机器人操作系统程序设计理论与实践要点,设计了仿真实验环境与教学平台,完成人才培养专业训练。实验课程结果证明本实验课程可以满足学生对该课程知识点的需求,达到实验教学目的。

虚拟环境下合作机器人系统的仿真研究

在实验、理解、评估合作性机器人系统的性能上,仿真起着很重要的作用。通常计算机对机器人系统的仿真研究是不涉及任何真实系统组件的。提出了一个新颖的混合仿真方法,这种仿真允许真实的机器人与机器人模型一起在仿真的虚拟环境下相互作用,这种虚拟环境仿真的结构可以对合作性机器人进行系统分析,并通过一个机器人车队的例子,分析实验模型并描述了仿真结果。

基于Internet的机器人遥操作系统的初级构筑

通过构筑一个初级的基于Internet的机器人遥操作系统实验平台 ,阐述了基于TCP/IP协议的通信、虚拟三维环境的构筑及实时控制的原理和方案 ,指出了构筑系统过程中所遇到的问题 ,并提出了解决问题的基本策略和方法。

机器人仿真系统的虚拟环境生成与显示

将虚拟现实技术与机器人仿真结合是对传统的机器人仿真方法的扩展。诸多虚拟现实手段（如数据手套、立体显示头盔）使用户在对虚拟仿真机器人的操纵过程中产生强烈的临场感和真实感，科研工作者可以通过与虚拟机器人的交互进行算法研究。 本文详细介绍了一机器人仿真系统中三维虚拟环境（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）的生成过程，以及系统如何支持键盘、鼠标、六自由度空间球等输入设备实现对虚拟机器人的交互式控制，同时介绍了系统如何创造性地将３ＤＳ、ＡｕｔｏＣＡＤ的三维建模功能与 ＯｐｅｎＧＬ的交互式实时三维图形绘制功能相结合来生成虚拟环境。本系统具有良好的可移植性，能够在Ｗｉｎ９５、ＷｉｎＮＴ、Ｕｎｉｘ等多种操作系统平台上进行三维虚拟环境的生成和交互。

机器人操作系统设计与优化技术

本文针对机器人智能化、网络化的发展趋势,设计和优化了机器人操作系统整体架构,针对机器人运行中间件的实时操作系统内核进行了适配和优化,完成了机器人功能组件的封装,对机器人脚本的运行时环境进行了实现和优化,研发了兼具实时性、智能化和交互性好的机器人操作系统和可视化集成开发调试平台。

基于模态的柔性机器人协调操作系统的动力学分析

目前,对于柔性机器人协调操作动力学问题的研究已经取得了—定的研究成果,但是这些研究大多采用有限元法来建立动力学模型,很难将这种模型应用到实际的控制中,本文利用假设模态法和Lagrange方程,建立了柔性机器人协调操作系统的动力学方程,并给出平面两3R柔性机器人协调操作刚性负载完成目标运动规划任务的数值仿真算例,从而验证本方法的可行性和正确性。

水下机器人视景仿真研究

为解决水下机器人操作困难和学习成本高等问题,开发了水下机器人视景仿真系统。运用虚幻引擎平台构建海底环境仿真,建立水下机器人虚拟模型与运动数学模型实现水下机器人在虚拟环境中的运动,建立水下机器人运动控制模式与虚拟模型进行交互,通过机器人运动模拟与视觉仿真试验验证仿真系统的可行性。试验结果表明:模拟运动路径与实际运动路径基本相符,海底环境模拟逼真度高。该系统可对水下机器人进行工作性能测试,为操作者提供培训平台且带来较强的视觉冲击,具有可行性。

嵌入式操作系统的仿真运行环境

嵌入式开发在软件开发中的地位越来越重要,开发者对嵌入式开发板的依赖程度也逐渐加大。但是嵌入式开发板一般来说价格比较昂贵,所以就有了嵌入式操作系统的仿真运行环境的概念。文中分析了仿真环境的特点,从处理器仿真、存储器仿真、外设仿真以及调试分析工具等几个方面提出了仿真环境的设计要点,同时给出了仿真环境的实际应用例子。通过这些仿真方式,能够方便地运行各种嵌入式操作系统,给嵌入式开发者带来了一个逼真的开发环境。可以看出,仿真运行环境对嵌入式的软件开发带来了巨大的推动作用。

基于OpenGL的多机器人仿真环境

针对现有机器人仿真软件无法嵌入用户开发的多机器人控制算法这一问题,通过对比分析目前常用仿真软件,提出开发基于OpenGL的多机器人仿真环境。首先规划多机器人仿真软件架构,设计具有多种基本算法模块的软件处理流程;其次以TA1400工业焊接机器人为例,给出仿真软件中建立运动可控的机器人模型建立过程;最终得到基于OpenGL的开放程度高、可视化效果逼真的多机器人仿真环境。通过给出机器人运动仿真分析方法、多机器人碰撞检测可视化的仿真结果示例,验证所开发的基于OpenGL的多机器人仿真环境可行性和有效性。

ROS环境下的机器人仿真模型构建方法研究

在众多的机器人仿真平台中,ROS可以封装机器人硬件。提出在ROS环境下构建机器人的仿真模型方法。设计了机器人仿真模型的导入方法及过程,利用所提方法将模型导入具体的应用实例。将Solid Works装配文件解析成机器人模型的URDF文件,并在Move It!中进行验证。结果表明,该仿真模型构建的方法是有效的,模型是可操作的,为后续的机器人运动规划和轨迹规划问题的研究提供了易实现和易操作的机器人模型。

仿人机器人三维实时仿真系统的研究与实现

利用仿真来研究、分析和检验仿人形机器人在步行过程中的受力,对于改进和提高它的步行控制方法具有非常重要的意义。本文首先介绍了作者用OpenGL图形库开发仿人形机器人三维实时仿真系统和全方位观测技术,然后通过分析环境作用力对机器人的影响,提出了在点支撑、线支撑和面支撑三种模式下,机器人的平衡条件和失稳时翻转的旋转轴及旋转速度的求解方法;最后将上述方法应用到机器人三维实时仿真系统中,实现了仿人形机器人控制的可视化,为仿人形机器人研究提供了强有力的手段。

自治水下机器人实时仿真系统开发研究

针对自治水下机器人 (AUVs)开发和研究中的瓶颈问题 ,该文开展了AUV实时仿真系统的研究工作。该文提出了采用半实物实时仿真模式 ,建立实时仿真系统平台的方案 ,并对实时仿真系统平台的硬件结构和软件结构进行了详细设计。在方案设计的基础上 。

空间机器人的虚拟环境建模及其仿真

参考１９９７年１１月日本发射成功的世界上第一颗机器人卫星ＥＴＳ－ＶＩＩ，在Ｉｎｄｄｉｇｏ２工作站上利用建模工具Ａｌｉａｓ和开发软件Ｐｅｒｆｏｒｍｅｒ开发了机器人卫星的三维虚拟环境模型及其仿真系统。该系统仿真主要完成以下操作：１．自动地释放折叠在一起的机器人手臂；２．对任务板上的螺栓进行拧紧和拧开；３对任务板上的部件进行插拔操作（如计算机电路板等）；４捕捉目标卫星；５．捕捉浮游的球形目标。初步取得了较好的仿真效果。