NorthSTAR图形化机器人开发环境

产品名称：NorthSTAR 图形化机器人开发环境

产品编号：24643-774

产品型号：NorthSTAR

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数量单位：套

更新时间：2009.08.27

出品单位：北京博创兴盛机器人技术有限公司

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产品详细介绍

目前来说，阻碍机器人技术普及和大规模发展的主要因素有两个，一个是硬件没有统一标准，另一个是各种机器人都有自己独立的软件，无法通用。

假设A 厂商和B 厂商都生产硬件类似的扫地机器人。目前，如果要将A 机器人的功能移植到B 机器人，除了编写程序之外别无他法。而对比目前巨大的PC 市场，会发现如果A 、B 两个厂商生产的是PC 机，那么只需要简单地把相应的程序拷贝过去就可以实现同样的功能。这是PC 机市场能够发展到今天的规模的重要原因，即软件通用化。

在当前机器人硬件标准不统一的阶段，博创科技为提高机器人软件的通用性，降低开发难度，推出了NorthSTAR 图形化机器人开发环境。包括以下三个部分的功能：

用图形化、可视化的方式给机器人编程，同步生成C 语言代码，在后台编译、并下载到机器人控制器上执行；

集成3D 仿真。可进行动作仿真、步态及路径规划等。仿真数据能输入图形化编程环境；

集成实时、可视化数据采集与显示。类似虚拟示波器的功能，能在机器人运行的时候实时监控机器人各部分的数据，并用波形的方式显示在PC机上。

与传统的使用C语言等高级语言的开发方式对比：

可视化，图形化，开发速度极快。用户无需懂得计算机语言，只需要拖放图标、连线即可。NorthSTAR 自动生成代码，并编译执行。

跨处理器平台，实现一定程度的软硬件分离。目前支持PXA270（32位/520MHz处理器）和AVR 单片机（8位/16MHz）。只要具备C语言编译器，并编写相应的驱动程序，即可用于其它平台，例如PC平台、C51平台等。

由于跨平台特性，程序移植容易，为A厂商的扫地机器人编写的程序，经过简单修改甚至不需修改即可用于B厂商的同类型扫地机器人。

与微软MSRS等机器人开发环境的对比：

代码的运行效率高的多。程序是编译成机器码执行，而不是像MSRS那样需要中间语言，需要虚拟机支持，因此效率高得多。MSRS编写的机器人程序至少需要400MHz以上的32位处理器才能运行，而NorthSTAR编写的程序可以在8位单片机上运行。其应用领域要宽广得多，特别适合低成本的教育娱乐机器人。

代码实时性高。由于编译执行的机制，在同等硬件条件下，实时性比MSRS高的多。

支持图形化编程和C语言混合开发。普通用户用图形化编程即可；有特殊要求的高级用户或者机器人厂商，可以用图形化+C语言混合编程的方式开发，灵活性很强。

带有视觉识别模块的分拣机器人

带有视觉识别模块的分拣机器人传统的机器人分拣操作一般采用示教或离线编程方式，当机器人所处的工作环境发生改变时机器人很难即时作出相应的调整，为了使机器人具有更加智能化的功能，以阿童木并联机器人和工业智能相机为基础，组成一套带有视觉模块的机器人分拣系统。这样的分拣系统结合了并联型机器人和视觉模块两个方面的优势，通过视觉模块智能的识别不同的对象，系统可以完成高速的分拣工作，显著提升了机器人对工作环境的适应能力，提高了工作效率。同时，实验结果证明了该系统软硬件设计正确，分拣成功率高。随着我们国家生产需求的不断增加，机器人越来越多的参与到各行各业的生产过程中来。其中，对工件的分拣作业是当前生产过程中的一个重要环节，传统的机器人分拣，其动作和目标的摆放位置都需要根据程序预先严格的设定。一旦机器人所处的环境有所改变，很容易导致抓取错误。本文模拟工业生产中的分拣作业环境，引入视觉模块，用摄像机来模拟人类的视觉功能来对待测的对象进行识别分类，可以使分拣作业拥有更高的可靠性和灵活性，作业对象以及分拣工序可以随时随地的变换，也提高了工作的效率和机器人的智能化程度。 1机器人系统组成介绍我们设计的机器人分拣系统主要由并联机器人、视觉模块、传送带装置以及分拣对象组成，结构如图1所示： 1.1并联机器人相比于其他工业机器人，并联机器人占用较小的空间，其更具有高速度、高精度、灵活性等特点，更能適合苛刻的工业生产需求。我们在实验中采用的是阿童木4轴并联型机器人，如图2所示，它能够完成空间中X、Y、Z方向的移动及角度的转动。除了并联型机器人本体之外，机器人配套设施还包括机器人控制柜、控制编程器和驱动机器人各关节运动的伺服交流电机。机器人末端执行机构为气动吸盘，用于吸附传送带上的分拣对象，完成抓取动作。 1.2 视觉模块视觉模块我们采用康奈视公司的In-Sight7000型智能相机，如图3所示。该视觉模块能够智能的识别出实验中不同种类的实验对象，以及采集各个实验对象的位置信息。 1.3网络交换机实验中，我们使用一般的家用路由器来替代网络交换机。视觉模块采集到的信息要通过局域网来络传递给机器人，因此我们要用到网络交换机来搭建局域网络，进而使各个模块间完成信息传输。

仿真机器人

一．简介 (3) 二. 发展历史 (3) 三．体系结构 (6) 四．仿生机器人的国内外研究现状 (9) 4.1水下仿生机器人 (10) 4.2空中仿生机器人 (10) 4.3地面仿生机器人 (11) 4.4仿人机器人 (11) 五．仿真机器人的发展趋势及技术 (12) 5.1机器人机构技术 (12) 5.2机器人控制技术 (12) 5.3数字伺服驱动技术 (13) 5.4多传感系统技术 (13) 5.5仿真机器人应用技术 (13) 5.6仿真机器人网络化、灵巧化和智能化技术 (13) 六．参考文献 (13)

一．简介简单来说，仿生机器人就是模仿自然界中生物的外部形状或某些机能的机器人系统。从本质上来讲,所谓“仿生机器人”就是指利用各种机、电、液、光等各种无机元器件和有机功能体相配合所组建起来的在运动机理和行为方式、感知模式和信息处理、控制协调和计算推理、能量代谢和材料结构等多方面具有高级生命形态特征从而可以在未知的非结构化环境下精确地、灵活地、可靠地、高效地完成各种复杂任务的机器人系统.（摘自《仿生机器人的研究》许宏岩,付宜利,王树国,刘建国著）二．发展历程器人技术作为一门新兴学科，在工业飞速发展的今天扮演着非常重要的作用，而其发展与机械电子、机电一体化、控制原理等多学科的发展息息相关。仿生机器人作为机器人领域的一大分支，可以说是本世纪一个不可忽视的领域，也将是机器人日后发展的大方向。仿生学是20世纪60年代出现的一门综合性边缘学科, 它由生命科学与工程技术科学相互渗透、相互结合而成。它在精密雷达、水中声纳、导弹制导等许多应用领域中都功不可没。仿生学将有关生物学原理应用到对工程系统的研究与设计中, 尤其对当今日益发展的机器人科学起到了巨大的推动作用。当代机器人研究的领域已经从结构环境下的定点作业中走出来, 向航空航天、星际探索、军事侦察攻击、水下地下管道、疾病检查治疗、抢险救灾等非结构环境下的自主作业方面发展. 未来的机器人将在人类不能或难以到达的已知或未知环

虚拟机器人仿真软件使用使用说明

热博机器人3D仿真系统用户手册

杭州热博科技有限公司 1.软件介绍 RB-3DRSS是热博科技有限公司新近推出的一款以.NET平台为基础，在Microsoft Windows平台上使用3D技术开发的3D机器人仿真软件。用户通过构建虚拟机器人、虚拟环境，编写虚拟机器人的驱动程序，模拟现实情况下机器人在特定环境中的运行情况。 RB-3DRSS与市面上的同类产品相比，它具有如下的特点： 1．全3D场景。用户可自由控制视角的位置，角度。 2．先进的物理引擎技术，引入真实世界的重力、作用力、反作用力、速度、加速度、摩擦力等概念，是一款真正意义上的仿真软件。 3．逼真的仿真效果。采用虚拟现实技术，高度接近实际环境下的机器人运动状态，大大简化实际机器人调试过程。

4．实时运行调试。运行时，依据实际运行情况，调整机器人参数，帮助用户快速实现理想中的效果。 5．自由灵活的机器人搭建与场地搭建。用户可自由选择机器人及其配件，进行机器人搭建，可自行编辑3D训练比赛场地，所想即所得。 6．单人或多人的对抗过程。用户可添加多个机器人，自由组队进行队伍间对抗。7．与机器人图形化开发平台无缝连接。其生成的控制程序代码可在虚拟仿真系统中直接调用，大大节省编程时间。

系统配置要求操作系统:win98,win2000全系列,winXp,win2003 server 运行环境:.Net Framework v2.0,DirectX 9.0c 最低硬件配置： 2.0GHz以上主频的CPU,512M内存,64M显存以上的3D显卡.支持1024×768分辨率,16bit颜色的监视器，声卡推荐配置： 3.0G以上主频的CPU,1G内存,128M显存的3D显卡，支持1024×768分辨率,16bit 颜色监视器，声卡

第9节仿真坏境下的机器人

第9节仿真坏境下的机器人目前有很多教学用机器人都开发了虚拟环境，在电脑中就可以模拟机器人的活动情况，并且和真的机罪人发生的动作几乎一样。我的问题 1．我们要学习的虚拟环境是什么? 2．如何在仿真环境下让机器人运动? 3．我们可以让机器人做什么? 活动建议 1．熟悉VJCl．5仿真环境的主程序窗口和仿真窗口。 2．在仿真环境下通过程序控制机器人直行与转向。 3．掌握直行模块与转向模块中的速度与时间的关系。 4．利用“直行模块”与“转向模块”，让机器人在仿真环境下画一些简单的图形。操作指南一、认识VJCl．5仿真环境下面让我们来认识一下VJCl．5仿真环境，井在仿真环境下调用“走六边形．flw”的程序，让机器人走“六边形”。 1．启动VJCI．5仿真软件执行“开始’一“程序”、“VJCl．5仿真版”一“VJCl．5仿真版”命令。 2．认识主程序窗口（如图2—6所示)

’，·．·： (1)打开“走六边形”程序。执行“文件”- “打开”命令，找到VJCl．5仿真版，安装目录下的“例程”文件夹中的“走六边形．nw”文件。这时我们就可以看到走六边形的程序了(如图2—7所示)。

(2)进入仿真环境。执行“工具”呻“仿真当前程序”命令，或者单击工具栏中的“仿真”按钮B，进入仿真环境(如图2-8所示).

(3)仿真运行。单击仿真窗口界面左下角的“运行”按钮后会出现仿真机器人(如图2-9所示)，用鼠标拖动机器人到运行显示区相应位置后单击鼠标左键，机器人就开始运行了(如图2-10所示)。

(4)返回主程序窗口。单击仿真窗口左上角的“退出”按铆p可回到主程序窗口。二、机器人画正方形 1.机器人直行 (1)在主程序窗口单击“执行器模块库”中的“直行”模块(如图2—11(a)所示)。

机器人定位

一．引言移动机器人定位是机器人实现各种复杂任务的前提和自主智能的关键。由于RFID应用于物体识别时, 具有可存储位置和环境信息、获取信息方便和对环境改变适应力强等特点, 近年来,RFID技术开始应用于机器人领域, 以解决传统传感器应用在机器人定位系统中带来的问题。由于RFID读取器对标签的距离不可知, 导致RFID定位产生固有误差。所以为了降低位置估计的误差, 很多学者进行了研究。CHAE把主动RFID标签作为人造环境特征进行全局定位, 并结合视觉传感器进行局部地图匹配完成了移动机器人的室内定位。DEY-LE使用多接收天线的粒子滤波模型完成室内移动机器人的位置估。BYOUNG- SUK结合被动RFID标签和里程计有效降低了RFID定位的固有误差。SOONSHIN使用三角型地板标签排列模型代替传统的正方形模型把固有误差降低18%。MYUNGSIK使用主动RF ID标签和超声传感器完成了目标寻找和避障实验。TOSHI-HIRO使用多范围感知RFID模型对机器人位姿进行估计。可见许多研究人员都是结合相对传感器或绝对传感器的应用来消除RFID的估计误差的, 这是一个可行的思路。笔者研究室内地板被动RFID标签定位模型, YOSUKE提出该模型的定位精度依赖室内标签的埋放密度, 不能消除RFID定位的固有误差。为了解决这个问题,提出融合RFID、超声波、电子罗盘和里程计自定位的方法, 在RFID 定位的基础上附加一种定位系统, 以补偿RFID 定位的缺陷。扩展卡尔曼滤波( EKF)是一种用于机器人位姿跟踪的常用定位方法, 在正常情况下可以很好地跟踪机器人位姿。当移动机器人没有检测到新的RFID 标签时, 单纯的RFID 定位系统的位姿无法更新, 位姿估计的误差可能被累积。而利用超声波、电子罗盘和里程计组成的扩展卡尔曼定位系统, 可以及时更新位姿, 从而有效降低RFID技术上的缺陷,减小RFID定位误差。二．RFID基本组成 RFID标签(Tag)：由芯片与天线组成，每个标签具有唯一的电子编码。标签附着在物体上以标识目标对象。 RFID阅读器(Reader)：主要任务是控制射频模块向标签发射读取信号，并接收标签的应答，将对象标识信息连带标签上其它相关信息传输到主机以供处理。 RFID数据处理单元：主要任务管理数据库及防冲突等。

高校工业机器人虚拟仿真实训中心建设方案

工业机器人教学实训室方案 1、XS-XN虚拟工业机器人教学实训系统技术指标: （可对FANUC、ABB、KUKA、MOTOMAN（安川）等工业机器人进行现场示教编程学习）1.1、虚拟工业机器人教学实训系统组成：虚拟机器人教学实训系统单元是在计算机中构造虚拟的六自由度工业机器人应用环境，学员可以使用真实的手持盒，操作虚拟工业环境中的虚拟机器人，包括示教、再现编程等。都能在系统中通过工业机器人的三维图形仿真出来。

1.2、虚拟工业机器人教学实训系统功能要求： ★该实训系统需采用真实的工业机器人控制系统和真实手持示教器控制虚拟的工业机器人完成工业机器人的现场示教编程教学要求。 ★该实训系统配两个不同工业机器人手持示教盒，通过更换手持示教器能够对ABB、FANUC两种品牌工业机器人进行现场示教编程训练；该实训系统能够支持外部三维模型的导入功能，增加教学的多样性。 ★该实训系统具有工业机器人的理论考试考工及实践考试考工功能，能够自动出题、评分。该实训系统具有机器人碰撞检测功能，可以检测学示教过程中发生的碰撞错误。1.3虚拟工业机器人教学实训系统技术要求：

1.4、基本技术参数输入电源:AC220V±10%(单相三线)；配AC220V 三眼插座1个整体功率：<400VA；工作环境：温度-5oC～+40oC；湿度85%（25oC）；海拔＜4000m；安全保护：具有漏电保护，安全符合国家标准 1.5、能够开设的实验内容 A．原理性实验： 1.多自由度工业机器人关节运动控制底层算法实验 2.多自由度工业机器人直线运动轨迹控制底层算法实验 3.多自由度工业机器人圆弧运动轨迹控制底层算法实验 4.多自由度工业机器人加减速约束控制底层算法实验 B.应用性实验： 1.工业机器人手持示教器的认知及使用实验 2.工业机器人各类坐标系转换实验 3.工业机器人编程指令的学习实验 4.工业机器人工具坐标系和用户坐标系设置实验 5.工业机器人控制器IO信号设置和监控实验 6.工业机器人参数、变量的调整实验 7.工业机器人程序调用和自动运行实验 8.工业机器人机床上下料示教编程实验 9.工业机器人的搬运/堆垛示教编程实验 10.工业机器人的点胶/焊接示教编程实验 11.工业机器人装配示教编程实验 12.工业机器人碰撞实验 C.技能考核 1.工业机器人理论考试考工 2.工业机器人实践考试考工 1.6、配套资料工业机器人操作与编程理论教学大纲

中学信息技术《机器人仿真系统》教案

中学信息技术《机器人仿真系统》教案第16课机器人仿真系统【教学目标】 .知识目标 ◆认识仿真下的虚拟机器人； ◆能用NSTRSS设计场地、构建机器人并利用仿真环境进行组队测试。 2．过程与方法 ◆通过教师演示在虚拟仿真环境下的机器人运行，激发学生兴趣； ◆通过教师讲解虚拟仿真软件，培养学生对新软件的兴趣； ◆通过让学生自己动手调试，体会学习新事物的乐趣。 3．情感态度与价值观 ◆使学生领悟“自由无限，创意无限，只有想不到，没有做不到”的道理； ◆培养学生积极探索、敢于实践、大胆创新的精神和意识。【教法选择】示例讲解、任务驱动、辅导答疑。【教学重点】．用NSTRSS仿真系统设计仿真场地；

2．搭建仿真机器人； 3．运行仿真。【教学难点】．设计场地； 2．搭建仿真机器人。【教学过程】一、巩固1日知，引入新知教师活动将上节课学生完成的在现实场地中运行的走迷宫机器人进行分组比赛，一是能够检验学生的学习情况，二是能调动起学生的积极性，三是为引入仿真系统做准备。学生活动小组合作，调试机器人程序，检查机器人的搭建，准备比赛。教师活动通过比赛，提出问题：同学们想不想经常地进行这样的比赛呢?但是在现实中调试，需要很多的时间，而且还需要固定的场地环境等等，非常不方便，我们有没有什么好办法解决这个问颢？引入纳英特的仿真模拟系统，展示它的特点，与现实情况做比较。教师给学生演示讲解：

．关于仿真系统什么是仿真系统?仿真系统是机器人的设计、实现，完全在虚拟的环境中，以虚拟的形式出现，它以优化机器人硬件和软件设计、缩短研发周期、节约成本为特色，解决机器人设计过程的不足。 2．初识NSTRSS软件 NSTRSS是NST科技新近推出的一款以．NET平台为基础，使用microsoftDirectX9．0技术的3D机器人仿真软件。用户通过构建虚拟机器人、虚拟环境，编写虚拟机器人的驱动程序，模拟现实情况下机器人在特定环境中的运行情况。 NSTRSS与市面上的同类产品相比，它具有如下的特点：全3D场景。用户可自由控制视角的位置及角度，甚至以第一人称方式进行场景漫游；逼真的仿真效果。采用虚拟现实技术，高度接近实际环境下的机器人运动状态，大大简化实际机器人调试过程；实时运行调试。运行时，依据实际运行情况，调整机器人参数，帮助用户快速实现理想中的效果；自由灵活的机器人搭建与场地搭建。用户可自由选择机器人及其配件，进行机器人搭建，可自行编辑3D训练比赛场地，所想即所得；单人或多人的对抗过程。用户可添加多个机器人，自由组队进行队伍间对抗；

单目机器人障碍物检测研究

万方数据

９１６浙江大学学报（工学版）第４２卷取上下两块区域深度的平均值作为该区域的平均深度．在区域划分足够细的情况下，为了防止噪声的干扰，可以再增加区域在行上的深度梯度约束．１．５整体算法流程整体算法流程可归纳如下４个部分：１）输入图像序列，提取Ｈａｒｒｉｓ角点并用ＫＬＴ算法进行跟踪，得到在图像序列中都可见的特征点；２）根据这些特征点在各帧图像中的坐标组成Ｗ矩阵，使用改进的因子分解法得到场景的投影重建；３）在满足ＤＡＱ约束的自标定的基础上得到场景的欧氏重建以及摄像机运动；４）划分图像区域，通过深度信息来确定为障碍物或者背景．２试验结果为了验证所提出障碍物检测算法的有效性，本文进行了真实的室外场景实验．采用图像序列分辨率为７２０×５７６，共计４００帧．为了获得比较精确的摄像机实际位移以及防止因子分解法的累积计算量过大，以４０帧为单位划分原图像序列，得到１０个子序列，对于每个子序列，每隔４帧抽出一帧，采样过后的１０帧进行障碍物检测．以其中的一个子序列（２００～２３９帧）为例，图２给出了采样过后该子序列的第一帧和最后一帧（即原序列的第２００帧和２３６帧）．（ａ）第２００帧（ｂ）第２３６帧图２子序列中的第一帧和最后一帧Ｆｉｇ．２Ｆｉｒｓｔａｎｄｌａｓｔｆｒａｍｅｉｎｓｕｂｓｅｑｕｅｎｃｅ本文首先选取并匹配特征点共１５００个（如图３所示），然后用因子分解法得到场景的投影重建（如图４所示）．通过满足ＤＡＱ约束的自标定求得ＤＡＱ为ｎ’＝９１ＯＯＯ０００．０００３０．００２４１．０３６７１．１２０９Ｏ．００９１０．０６６４１．１２０９１．２１６６进而得到场景的欧氏重建（如图５所示）．可以看出欧氏重建真实地反映了特征点在世界坐标系中的位置以及摄像的运动（位于欧氏重建三维图的底部的（ａ）第２００帧（ｂ）第２３６帧图３特征点选取与匹配Ｆｉｇ．３ＦｅａｔｕｒｅｐｏｉｎｔｓｄｅｔｅｃｔｉｎｇａｎｄｔｒａｃｋｉｎｇＯ．５图４场景的投影重建三维图Ｆｉｇ．４Ｐｒｏｊｅｃｔｉｖｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｓｃｅｎｅ２０ｌ５～１０５Ｏ图５场景的欧氏重建三维图Ｆｉｇ．５Ｅｕｃｌｉｄｅａｎｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｓｃｅｎｅ小坐标系代表了运动中摄像机光心的位置）．最后，将该子序列中的每一帧图像划分为３５×２８个２０像素×２０像素的子区域（图像左右各空出１０像素，上面空出１６像素作为边界），计算区域深度以及深度梯度，取阈值ｒ，＝８，ｒ。＝０．３，ｒ。一４，确定障碍物区域，并用黑色块进行标记如图６所示．图７以起始帧、中间一帧和最后一帧为代表，反映了基于整个图像序列（４００帧）由远而近的障碍物检测效果．（ａ）第２００帧（ｂ）第２３６帧图６确定并标记障碍物区域Ｆｉｇ．６Ｏｂｓｔａｃｌｅａｒｅａｃｏｎｆｉｒｍｉｎｇａｎｄｌａｂｅｌｉｎｇ —ｙ７●』ｔ４６２６叭∞∞ＯＯＯ　万方数据

《虚拟机器人》校本课程活动教案

课时：课时展示范例机器人激发学生搭建兴趣。师：同学们，上节课我们初步了解了虚拟机器人的平台，这节课，我们来试试搭建属于我们自己的第一个机器人。一、进入操作界面首先请大家陆平台，然后点击“搭建机器人”选项，进入机器人搭建操作界面。老师先来带着大家了解一下这一界面的基本功能划分。模型面板：包含机器人所有模型，有控制器、驱动、安装块、传感器和其它大类。模型列表：列出各个模型分类中所有模型。模板列表：用户创建的模板，模板可保存经常使用的模型组合。菜单工具栏：有文件、功能和操作个菜单，菜单下有相应的工具栏命令。属性面板：在属性面板中设置直流电机、伺服电机、传感器的属性。机器人信息：查看机器人零部件的数量，机器人的重量、尺寸等信息。机器人编辑区：用于构建机器人的操作区，完成机器人零部件的安装等操作。视角控制面板：调整查看编辑区的视角，完成视角旋转、缩放、移动等操作二、探索尝试通过老师的介绍后，大家应该对这些功能区有所了解了。现在请同学们动动脑，动动手，从模型面板中选择自己喜欢的模型，放到机器人编辑区，注意视角的控制和安装点的点选，看谁能组装出属于自己的第一台机器人！三、问题解决（一）、机器人搭建首先需要选择好控制器，这是机器人的主体，没有控制器，其他的零件是无法起作用的。（二）、控制器安放是有方向的，编辑区蓝色坐标轴的方向为机器人前方，学生容易出现错误。（三）、在旋转视角时，切忌用鼠标左键进行拖动，这会改变机器人零件的实际位置。而应该使用视角控制按钮或者鼠标的右键和滚轮来进行视角切换。（四）、轮子是和电机安装在一起，电机再和控制器连接起来，而不是直接把轮子安装到控制器上。教师在巡视指导过程中，发现问题，适时引导讲解。四、拓展延伸其实在机器人搭建的过程中，我们还可以使用一些小技巧来提高搭建的效率。教授“模板”的使用方法，把一些多次使用的零件组合创建为模板，可以直接拖出来重复使用。五、秀一秀通过电子教室“学生演示”的功能，请同学们来展示一下自己的个性机器人，大家来评评谁最有想象力和创造力。学生点评，教师总结。

机器人系统常用仿真软件介绍

1 主要介绍以下七种仿真平台(侧重移动机器人仿真而非机械臂等工业机器人仿真)： 1.1 USARSim-Unified System for Automation and Robot Simulation USARSim是一个基于虚拟竞技场引擎设计高保真多机器人环境仿真平台。主要针对地面机器人，可以被用于研究和教学，除此之外，USARSim是RoboCup救援虚拟机器人竞赛和虚拟制造自动化竞赛的基础平台。使用开放动力学引擎ODE(Open Dynamics Engine)，支持三维的渲染和物理模拟，较高可配置性和可扩展性，与Player兼容，采用分层控制系统，开放接口结构模拟功能和工具框架模块。机器人控制可以通过虚拟脚本编程或网络连接使用UDP协议实现。被广泛应用于机器人仿真、训练军队新兵、消防及搜寻和营救任务的研究。机器人和环境可以通过第三方软件进行生成。软件遵循免费GPL条款，多平台支持可以安装并运行在Linux、Windows和MacOS操作系统上。 1.2 Simbad Simbad是基于Java3D的用于科研和教育目的多机器人仿真平台。主要专注于研究人员和编程人员热衷的多机器人系统中人工智能、机器学习和更多通用的人工智能算法一些简单的基本问题。它拥有可编程机器人控制器，可定制环境和自定义配置传感器模块等功能，采用3D虚拟传感技术，支持单或多机器人仿真，提供神经网络和进化算法等工具箱。软件开发容易，开源，基于GNU协议，不支持物理计算，可以运行在任何支持包含Java3D库的Java客户端系统上。 1.3 Webots Webots是一个具备建模、编程和仿真移动机器人开发平台，主要用于地面机器人仿真。用户可以在一个共享的环境中设计多种复杂的异构机器人，可以自定义环境大小，环境中所有物体的属性包括形状、颜色、文字、质量、功能等也都可由用户来进行自由配置，它使用ODE检测物体碰撞和模拟刚性结构的动力学特性，可以精确的模拟物体速度、惯性和摩擦力等物理属性。每个机器人可以装配大量可供选择的仿真传感器和驱动器，机器人的控制器可以通过内部集成化开发环境或者第三方开发环境进行编程，控制器程序可以用C，C++等编写，机器人每个行为都可以在真实世界中测试。支持大量机器人模型如khepera、pioneer2、aibo等，也可以导入自己定义的机器人。全球有超过750个高校和研究中心使用该仿真软件，但需要付费，支持各主流操作系统包括Linux, Windows和MacOS。 1.4 MRDS-Microsoft Robotics Developer Studio MRDS是微软开发的一款基于Windows环境、网络化、基于服务框架结构的机器人控制仿真平台，使用PhysX物理引擎，是目前保真度最高的仿真引擎之一，主要针对学术、爱好者和商业开发，支持大量的机器人软硬件。MRDS是基于实时并发协调同步CCR(Concurrency and Coordination Runtime)和分布式软件服务DSS(Decentralized Software Services)，进行异步并行任务管理并允许多种服务协调管理获得复杂的行为，提供可视化编程语言(VPL)和可视化仿真环境(VSE)。支持主流的商业机器人，主要编程语言为C#，非商业应用免费，但只支持在Windows操作系统下进行开发。 1.5 PSG-Player/Stage/Gazebo

机器人系统常用仿真软件介绍概要

1 主要介绍以下七种仿真平台 (侧重移动机器人仿真而非机械臂等工业机器人仿真 : 1.1 USARSim-Unified System for Automation and Robot Simulation USARSim 是一个基于虚拟竞技场引擎设计高保真多机器人环境仿真平台。主要针对地面机器人, 可以被用于研究和教学, 除此之外, USARSim 是 RoboCup 救援虚拟机器人竞赛和虚拟制造自动化竞赛的基础平台。使用开放动力学引擎 ODE(Open Dynamics Engine,支持三维的渲染和物理模拟,较高可配置性和可扩展性,与 Player 兼容,采用分层控制系统, 开放接口结构模拟功能和工具框架模块。机器人控制可以通过虚拟脚本编程或网络连接使用 UDP 协议实现。被广泛应用于机器人仿真、训练军队新兵、消防及搜寻和营救任务的研究。机器人和环境可以通过第三方软件进行生成。软件遵循免费 GPL 条款, 多平台支持可以安装并运行在Linux 、 Windows 和 MacOS 操作系统上。 1.2 Simbad Simbad 是基于 Java3D 的用于科研和教育目的多机器人仿真平台。主要专注于研究人员和编程人员热衷的多机器人系统中人工智能、机器学习和更多通用的人工智能算法一些简单的基本问题。它拥有可编程机器人控制器, 可定制环境和自定义配置传感器模块等功能, 采用 3D 虚拟传感技术, 支持单或多机器人仿真,提供神经网络和进化算法等工具箱。软件开发容易,开源,基于 GNU 协议,不支持物理计算,可以运行在任何支持包含 Java3D 库的 Java 客户端系统上。 1.3 Webots Webots 是一个具备建模、编程和仿真移动机器人开发平台, 主要用于地面机器人仿真。用户可以在一个共享的环境中设计多种复杂的异构机器人, 可以自定义环境大小, 环境中所有物体的属性包括形状、颜色、文字、质量、功能等也都可由用户来进行自由配置,它使用 ODE 检测物体碰撞和模拟刚性结构的动力学特性, 可以精确的模拟物体速度、惯性和摩擦力等物理属性。每个机器人可以装配大量可

机器人虚拟仿真及远程控制系统的研究及实现

Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用 2016，52（13）1引言随着计算机技术和网络技术的飞速发展，虚拟仿真技术和远程控制技术日益受到重视。机器人虚拟仿真是研究机器人性能和特点的重要方法之一，广泛应用于机器人轨迹规划、碰撞检测、性能测试等方面；机器人远程控制可以使操作人员远离危险性的操作环境，实现机器人网络集成控制，提高经济效益。虚拟仿真技术融入机器人远程控制系统中，实现了高级人机接口，为完成复杂的作业任务及远程操作提供了直观高效的虚拟环境，节约调试时间，提高了系统安全性[1-6]。本文利用OpenGL 技术构造虚拟现实环境，基于WinSock 技术的C/S 模式实现远程通信，利用模块化设计理念建立机器人虚拟仿真及远程控制系统，实现了机器人虚拟运动仿真和远程作业控制。 2系统设计方案 SCARA 机器人虚拟仿真及远程控制系统采用面向对象的C/S 模式，系统可分为三层：用户层、服务层、物理层。系统的逻辑结构如图1所示，各层的功能如下：（1）用户层即为远程客户机，下载客户端安装包，在人机交互界面，可实现机器人虚拟运动仿真和远程监控。（2）服务层同时具有远程服务器和本地控制机功机器人虚拟仿真及远程控制系统的研究及实现李连中，翟敬梅，何海洋 LI Lianzhong,ZHAI Jingmei,HE Haiyang 华南理工大学机械与汽车工程学院，广州510641 School of Mechanical and Automotive Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510641,China LI Lianzhong,ZHAI Jingmei,HE Haiyang.Research and implementation about robot virtual simulation and remote control https://www.360docs.net/doc/0f8673468.html,puter Engineering and Applications,2016,52（13）：238-242. Abstract ：Robots virtual simulation and combined with the remote control show the unique advantages and broad applica-tion prospect.This paper designs and implements a robot virtual simulation and remote control system using technology of OpenGL and WinSock.Firstly,the establishment of virtual simulation platform based on C#and OpenGL achieves the motion simulation of robot virtual reality.Secondly,interpreter based on the principle of reflection is proposed to achieve the panel or program remote control.Thirdly,the improved algorithm of collision-free trajectoriesplanning based on veloc-ity vector field can avoid static and dynamic obstacles effectively and security.Finally,the system test results show its cor-rectness and feasibility. Key words ：robotics;virtual simulation;remote control;interpreter;velocity vector field 摘要：机器人虚拟仿真及其与远程控制相结合，表现出独特的优势，应用前景广阔。应用OpenGL 和WinSock 技术，设计并实现了机器人虚拟仿真及其远程控制系统。建立基于C#与OpenGL 的虚拟仿真平台，实现了机器人虚拟现实的运动仿真；建立基于WinSock 的远程控制系统，提出基于反射原理的解释器模式，实现了机器人远程面板或程序控制；提出基于速度向量场的改进无碰轨迹规划算法，有效对静态与动态障碍物安全避障。系统测试结果表明该机器人虚拟仿真及远程控制系统有较好的准确性和稳定性。关键词：机器人；虚拟仿真；远程控制；解释器模式；速度向量场文献标志码：A 中图分类号：TP24doi ：10.3778/j.issn.1002-8331.1409-0150 基金项目：广东省高等学校优质资源及仪器设备共享系统项目（No.K711001III ）。作者简介：李连中（1989—），男，硕士，主要研究领域为机器人系统及自动化装备的理论与技术，E-mail ：lianzhong888999@163. com ；翟敬梅（1967—），女，博士，教授，主要研究领域为机械系统建模与优化、机电装备与信息化处理与人工智能；何海洋（1988—），男，硕士，主要研究领域为机器人系统及自动化装备的理论与技术。收稿日期：2014-09-11修回日期：2014-11-27文章编号：1002-8331（2016）13-0238-05 CNKI 网络优先出版：2015-04-21,https://www.360docs.net/doc/0f8673468.html,/kcms/detail/11.2127.TP.20150421.1024.020.html 238

简述机器人如何看和如何识别物体

简述机器人如何看和如何识别物体外界物体通过机器人电子眼在机器人脑中形成的物体图形，完全由像素点组成，机器人很难准确地识别出其中的物体图形。为了能够让机器人准确地识别出脑中的物体图形，首先我们应该将这种由像素点组成的物体图形转化成机器人能够直接识别的物体图形，我们可以在机器人脑中制作出各种性质的图形微粒并记忆在机器人脑中，构成液体的微粒是能够流动的构成固体的微粒是不流动的，软物体的微粒能够压缩硬物体微粒不能压缩等等，这些不同性质的微粒能够通过不同物体或液体的不同色彩、光泽和物体表面的特征来自动提取。在这里我们只用一种固体性质的微粒来说明机器人对物体的识别，例如：当机器人通过电子眼在脑中形成了一个正方形，这时机器人脑中就用记忆的微粒来自动填充这个正方形（下面我们称填充出的物体图形为物体微粒图形），我们发现这个正方形这时已经被提取出来，如果这时我们用显示屏来观察机器人脑中的这个正方形微粒图形，我们会发现这个正方形微粒图形的四个边到显示屏四个边的距离很容易显示出来，显示屏的长和宽是不变的固定值，这样计算机就能够很容易计算出这个正方形的大小来。我们还需要在计算机中设定一个微粒的停留时间，就是说当一个由像素点构成的图形消失后和它对应的微粒图形有一个停留时间，我们可以把这个停留时间设定为0.05秒，这时我们发现在机器人脑中正方形的像素点图形在一张接一张地刷新，因为微粒有了停留时间这样还没有等这个正方形的微粒图形消

失新的像素点图形又产生了，因此正方形的微粒图形这时只有一个。当我们把这个正方形在机器人眼前快速移动，这时在机器人脑中的这个正方形微粒图形由于有停留时间所以会在机器人脑中产生同样的快速移动，这是因为当我们快速移动这个正方形，正方形的像素点图形刷新时就产生了错位，这时由于这个正方形的微粒图形还没有消失，所以机器人脑中就将这个正方形微粒图形进行移位来与这个正方形的像素点图形对应，这样这个正方形的微粒图形就产生了移动。由于这个正方形微粒图形的四个边到显示屏四个边的距离很容易计算出来，所以不论这个正方形微粒图形的大小如何变化位置如何移动机器人都能够很容易知道。机器人脑中知道了一个物体微粒图形后就能够记忆这个物体微粒图形，这样机器人脑中就存在了这个物体微粒图形，如果有其他物体微粒图形遮挡了这个物体微粒图形，机器人通过记忆仍然能够保持这个物体原样，例如：在机器人周围环境中有多个物体图形，那么机器人脑中就会形成与之对应的多个物体微粒图形，当这些物体移动时有时会互相遮挡，这时在机器人脑中的这些物体微粒图形仍然保持原样，这样机器人就能够知道物体微粒图形被遮挡的部分。我们可以在机器人脑中对距离设定一种感觉，就是说不同距离会在机器人身上引起一种不同的变化，如电流的变化，这样机器人就会对脑中不同形状和不同大小的物体产生不同的感觉，例如：一个正方形长和宽在感觉上是相同的，一个长方形长和宽的感觉不同，所以当机器人看到正方形和长方形的感觉不同。

浅谈移动机器人视觉识别定位技术

浅谈移动机器人视觉识别定位技术姓名：杜翼班级：机设应08-01 学号：2008543000 摘要：视觉识别定位技术是移动机器人最重要的技术之一，针对移动机器人所处的不确定环境和自身状态的不可测性，研究与开发机器人视觉识别定位技术应用而生。本文系统综述了移动机器人的视觉识别定位技术，对其中的仿人视觉的图像搜索与跟踪，信标匹配与优化选择，基于视觉的多机器人协作定位等进行了较详细的原理分析。同时对智能机器人导航技术的发展趋势和存在的问题作了进一步的阐述．关键词：定位技术智能机器人仿真分析需求 0 引言定位技术是自主导航智能机器人应具备的基本功能．是智能机器人能否实现自由导航的基础。理想的智能机器人应具有以下能力：当处于一个未知的、复杂的、动态的非结构环境中，并且在没有人干预的情况下，通过感知环境，能够到达期望的目的地，同时应尽量减少时间或能量的消耗等。视觉定位方法是近年来发展起来的一种先进的定位方法. 利用摄像机摄取包含信标的图像信息, 经图像处理提取并识别信标, 再根据信标的先验知识, 计算出传感器在环境中的位姿. 当传感器与载体的位置关系已知时, 则载体在这个环境中的位置和方向就可以同时计算出来. 如果这种位姿数据可以实时在线计算, 就满足了移动状态下的自主定位. 1视觉定位识别系统与方法机器人视觉系统正如人的眼睛一样, 是机器人感知局部环境的重要“器官”, 同时依此感知的环境信息实现对机器人的导航. 机器人视觉信息主要指二维彩色CCD 摄像机信息, 在有些系统中还包括三维激光雷达采集的信息。图像

处理, 其难点在于如何保证定位系统设计功能实现的前提下具有实时性和鲁棒性. 根据三角定位原理, 视觉信息定位导航要求视觉图像处理能够正确快速的提取和识别图像中的信标。视觉图像处理方法的优劣是能否实现快速准确视觉定位计算的关键. 1.1仿人视觉的图像搜索与跟踪人类的视觉系统在进行目标搜索和跟踪时, 具有这样一个特性:初始阶段, 人眼对所能看见的范围进行大致的目标搜索和识别, 然后将注意力集中到感兴趣物体的细节上, 当人所感兴趣的目标发生运动时, 人眼注意力将完全集中到目标上, 对于目标之外的物体, 并不注意。因此考虑模拟人类视觉过程来运用遗传算法, 在实时动态图像中进行目标搜索和跟踪。在机器人视觉系统对现场实时图像采样过程中, 每取一帧图像只进行一代遗传算法搜索。当然, 这一代搜索在初期时, 很难正确地识别目标的位置和状态, 但是若以系统整个控制进程作为种群进化过程来看, 随着视觉跟踪的连续进行, 整个种群将逐步收敛到目标位置。另一方面和上面的“一帧图像一代遗传算法搜索”相配合, 将遗传算法搜索范围进行分级。这样做的主要原因是: 随着遗传算法搜索的进行, 当匹配模板逐渐靠近实际目标区域时, 适应度函数值将逐渐增大, 它的增大表示离正确的目标位置越来越近, 此时可将搜索区域进行缩小, 只对系统感兴趣的区域进行搜索, 对其它区域可以不再进行任何操作, 这一点和人的视觉跟踪过程非常相似。目前视觉信息处理的内容主要包括: 视觉信息的压缩和滤波、道路检测和障碍物检测、特定交通道路标志的识别、三维信息感知与处理. 其中道路检测和障碍物检测是视觉信息处理中最重要的过程, 也是最困难的过程. 视觉信息的获取是局部路径规划和导航的基础, 道路检测的成功与否决定了机器人能否正确识别当前的道路环境, 能否正确作出局部路径规划并执行路径跟踪. 为了简化视觉信息处理, 降低

a机器人仿真步骤

a机器人仿真步骤文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

作图步骤： 1、双击桌面ROBOTSTUDIO 图标，如下图所示。点击左侧选项栏，选择授权。然后选择激活向导，选择如下： 2、点击创建文件，出现如下界面。 3、选择机器人模型，点击ABB模型库，出现如下界面，选择IRB2600.把承重能力改为20KG. 4、然后点击导入模型库，下拖选择MYTOOL后，然后把左侧边mytool工具拖到IRB2600-20-165-01，机器人上自动安装了喷头工具。 5、然后点击机器人系统菜单，选择从布局创建系统。在此项目中，可以在名称处修改系统的名称，尤其在系统多的情况下。在主菜单中，一定要修改工具，把原始的tool10改为mytool。或者，在放入机器人时，即完成此项设置，可以不需要修改此项。一直选择下一个，即可成功。成功后，屏幕右下角变为绿色。 5、选择建模，在菜单中选择固体，再选择矩形体。 6、选择矩形体后，设置矩形体的长宽高参数为400、500、400后，点击创建，后关闭，即可在屏幕上看到矩形体。在此项中选择左侧布局后，双击部件1，修改名称为box。 7、点击菜单中大地坐标中的移动，即可移动矩形体。此项中一定要注意看俯视图，使正方体在机器人运动范围内，否则出错。 8、点击基本菜单中的路径。一种路径就设置为PATH10，如果有其他，就要多设置几个路径。

后选择捕捉末端和手动线性，并把屏幕右下方的几个参数设置为 MOVEJ,V300，Z为fine，准备设置示教指令。 9、做6个示教指令，第一个和最后一个为MOVEJ，其他都为MOVEL。每移动一个点，点一次示教指令。 10、设置完示教指令后，点击基本菜单下同步，选择同步到VC 然后，所有同步下选项都选择，点击确定即可。 11、然后选择仿真菜单。首先点击仿真设定，把原有路径删除，把新的路径添加到主队列中，然后确定。 12、设定好后，点击播放，即可进行仿真。 13、如需要录像，则应该先点击仿真录像，后在点击播放，即可进行仿真录像。 14、最终保存和打包。先点击文件菜单，然后选择保存。保存后，在点击“共享”，后选择第一个选项“打包”。即可完成文件程序打包。至此，所有过程完成。