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本文的主要研究目的是实现基于网络及OpenInventor的虚拟多机器人协同的仿真控制系统。该系统包括基于虚拟现实的多机器人可视化协同搬运子系统和立体视频传输子模块,能够完成虚拟多机器人的协同搬运仿真、碰撞检测仿真和三维交互功能,并且提供了实时立体视频传输显示的功能。
首先,本文对OpenInventor体系结构、机器人几何建模和场景优化方法进行了研究,说明了如何利用三维场景数据库技术完成场景绘制、以VRML作为外部机器人模型表示、以LOD方法优化仿真场景所实现的虚拟机器人场景绘制模块的开发技术与方法。并以此为基础,分析了虚拟多机器人协同仿真的过程,提出了从搬运物体出发,根据搬运物体运动路径反求多机器人手臂运动路径的协同方法的设计和实现方案,它能够避免虚拟多机器人操纵人员了解额外的各种机器人的结构组成等方面的知识,而用直观、便捷的方法针对作业对象实现虚拟多机器人的协同搬运等仿真方案。此外,本文还实现了虚拟多机器人协同仿真控制系统中其它功能模块的一系列关键技术,如实时碰撞检测技术、基于三维鼠标的人机交互技术、远程立体视频传输技术。通过对现有碰撞检测程序库的整合与改进,设计并实现图形仿真子系统的碰撞检测模块。
参照上海大学机器人中心的PT500及上海二号机器人系统,在PC平台上实现了虚拟多机器人协同控制。并且通过采用网络编程的WindowsSocket接口开发的网络通信模块将立体摄像头监控的实时视频数据经捕捉,压缩,输送,提供给虚拟多机器人协同图形仿真控制系统的立体视频监控模块,从而实现远程多机器人视频监控。
最后,本文对下一步如何继续开展研究工作,增强系统功能作了必要的说明。