论文部分内容阅读
随着社会经济和科学技术的发展,机器人作为一种自动化的机器在人们的现实生活中应用越来越多,但是由于在现实中对机器人的应用有着价格昂贵,场景限制等因素,对机器人的应用与研究被局限在小范围的人群中,然而,虚拟现实技术的出现与发展给机器人的研究带来了新的机遇,现在对机器人的研究已经进入了三维虚拟仿真阶段。现在很多学者甚至是业余爱好者开始研究机器人仿真平台,到目前为止在国内外产生了很多针对于机器人进行模拟仿真的软件平台,如:乐高等机器人模拟仿真软件。然而,中国现阶段的机器人研究还不是很成熟,国内已有仿真平台存在真实感差、功能局限、外观设计简陋等特点,如国内的钟鸣机器人仿真系统。而对外国先进机器人的引进又相当昂贵,给研究者和机器人爱好者带来很多不便。所以本文针对以上特点引入了在计算机上进行的机器人虚拟仿真平台的研究。本文主要研究虚拟现实中在计算机上进行的机器人物理仿真技术,主要内容如下所示:(1)对BDS机器人系统整体设计进行介绍,并且对仿真子系统设计做了详细分析。(2)根据对已有传统路径搜索方法的研究分析,提出改进的A*搜索算法(该算法仍旧以栅格环境为基础),利用此方法进行路径规划减少了路径规划时的节点搜索范围、减少搜索时间,使得搜索快速收敛。(3)根据已有的基于有向的包围盒(Oriented Bounding Box,简称OBB)的碰撞检测方法的分析、研究,本文结合传统基于有向的包围盒(OBB)碰撞检测方法和对检测过程中耗时部分的分析提出改进的有向的包围盒(OBB)碰撞检测方法。并且本文采用ODE[1](开源动力学引擎)作为机器人仿真中进行碰撞检测的底层引擎,碰撞检测使得仿真更加真实。(4)在仿真系统下对几类基于不同传感器机器人进行仿真的实现。并且通过实验证明,本文提出的路径搜索算法和碰撞检测算法是可行的。并且通过与国内有名的机器人仿真系统钟鸣机器人仿真系统进行比较,证明了本仿真系统具有CPU占用率低、仿真流畅、交互性好等优势。