基本信息
- 項目名稱：
- 智能機器人設計與仿真系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 該作品屬軟件系統(tǒng)設計，研究與設計了一個用于對常用輪式機器人進行硬件設計、控制策略編程、運行環(huán)境設定的軟件系統(tǒng)，同時可使機器人在所設定環(huán)境內(nèi)進行運行仿真，檢驗軟件使用者的設計結果，為進一步完成實物機器人的制作提供幫助。非常適用于作為學習機器人基礎技術課程的輔助工具。
- 詳細介紹：
- 本作品所設計的軟件平臺用于對常用的輪式機器人進行設計、仿真和研究，并可在多種環(huán)境下對使用者所設計機器人控制算法的適應性進行測試和實驗。 軟件的主要功能包括： (1) 可進行機器人基本硬件結構的設計。該軟件提供了大量常用機器人傳感器，可供軟件使用者選擇，并進行合理裝配，以及相關參數(shù)的設定。 (2) 機器人運行環(huán)境設計，軟件可以精確的設計機器人運行環(huán)境，并展示其三維效果。 (3) 輪式機器人控制算法研究，在機器人運行環(huán)境設計完成之后，可以使用VC等軟件編寫機器人控制算法 ，用軟件所提供的輪式機器人進行機器人控制算法的研究工作。 (4) 驗證機器人控制算法在不同的環(huán)境中的適應性，使用軟件可以很容易的修改機器人運行環(huán)境，方便在不同的環(huán)境中驗證控制算法，最終得到最優(yōu)的控制策略。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 設計目的：降低智能機器人研究成本，為機器人愛好者提供一個低成本的基于虛擬現(xiàn)實技術的研究學習平臺。 基本思路：基于OpenGL（Open Graphics Library）和ODE(Open Dynamic Engine)，在Windows平臺上利用VC++編程實現(xiàn)，設計出能夠用于機器人研究開發(fā)的三維機器人仿真系統(tǒng)。 創(chuàng)新點：在仿真考慮了重力、摩擦力、阻力等因素對機器人系統(tǒng)的影響，使仿真、運行效果更加真實可靠。 技術關鍵：機器人、傳感器、仿真環(huán)境模型的建立。 主要技術指標：機器人電機、舵機參數(shù)。傳感器測量范圍。
科學性、先進性
- 軟件使用者通過機器人硬件設計、機器人運行環(huán)境設計、機器人運行策略的編程，可以很快的對機器人技術及傳感器應用有一個初步的了解。另外，由于使用該軟件可以靈活的對機器人的仿真環(huán)境、傳感器安裝位置及參數(shù)作出調(diào)整，并能夠用于機器人算法的研究，可以在最小資金投入的情況下研究不同的場地環(huán)境下機器人及其控制算法的適應性。
獲獎情況及鑒定結果
- 2011年3月在南陽理工學院第八屆“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術科技競賽中獲得一等獎
作品所處階段
- 完善試用階段
技術轉讓方式
- 技術轉讓
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場演示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 技術特點和優(yōu)勢：在使用方面，用戶在仿真的過程中，可以任意修改、調(diào)整傳感器的參數(shù)、種類、安裝位置，還可以對場地進行調(diào)整，使仿真環(huán)境靈活，方便。在成本方面，軟件使用了開源而且免費的物理引擎，在保證仿真效果的同時，最大限度的降低了研究開發(fā)成本。 適用范圍和推廣前景：與設計真實的機器人系統(tǒng)相比，軟件仿真系統(tǒng)具有投入成本低、設計速度快等特點。隨著計算機技術的發(fā)展，軟件仿真與現(xiàn)實差距太大的缺點也得到了較好的解決，在硬件研究成本要求較高的情況下，使用軟件仿真將是一種很好的設計方式?；谝陨蠗l件，本系統(tǒng)軟件將會在機器人教育中占領一席之地，有廣闊的市場前景。
同類課題研究水平概述
- 國外很早便認識到機器人仿真在機器人研究和應用方面的重要作用，并從70年代開始進行了這方面的研究工作。在許多從事機器人研究的部門都裝備有功能較強的機器人仿真軟件系統(tǒng)，它們?yōu)闄C器人的研究提供了靈活和方便的工具。 在國內(nèi)，從上世紀80年代后期，許多的單位也開始從事機器人仿真技術的研究工作，還有許多高校也進行了相關方面的研究，如清華大學、浙江大學以及上海大學等單位都有相關方面的軟件作品，并取得了多項研究成果。近年來，隨著計算機技術的發(fā)展，機器人仿真技術也越來越成熟，在國內(nèi)，也涌現(xiàn)出了一大批非常不錯的機器人仿真軟件，如：上海廣茂達伙伴機器人有限公司的VJC1.5仿真版，它以獨特的流程圖方式進行編程，用戶不需要太多的編程知識即可使用，非常受初學者的歡迎。還有每年都要舉行的RoboCup機器人仿真組比賽，以其細致入微的仿真效果得到了各大高校的認可，在比賽場上，每年都可以看到北京大學、清華大學等知名院校的參賽隊員的身影。 與設計搭建真實的機器人系統(tǒng)相比，軟件仿真系統(tǒng)具有投入成本低、設計速度快等特點。隨著計算機技術的發(fā)展，軟件仿真與現(xiàn)實差距太大的缺點也得到了較好的解決，在硬件研究成本要求較高的情況下，使用軟件仿真將是一種很好的方法。此外,軟件仿真具有高度的靈活性，機器人研究工作人員可以快速的修改機器人所處的環(huán)境，以驗證在不同的環(huán)境中機器人控制算法的適應能力，這一點是搭建真實的機器人系統(tǒng)所無法比擬的。機器人仿真技術在機器人的設計和研究中有著無可替代的作用，隨著計算機技術和仿真技術的不斷提高，機器人仿真技術肯定會給機器人設計、研究、教育帶來極大的便利。
