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基于虚拟现实的机器人作业仿真系统的研究和实现

本论文阐述的题目是“基于虚拟现实的机器人作业仿真系统的研究和实现”,是“国家863计划—带电作业机器人”项目的重要组成部分。作者研究和开发的机器人仿真系统采用面向对象技术,在Windows操作平台上选用Visual C++/C++Builder结合SGI公司提供的OpenGL库进行开发。由于机器人特别是高自由度(DOF>=6)机器人的运动学解析分析比较棘手,而且很抽象,难以定性定量评估,实际试验的设计和实施又往往很复杂并经常受现实条件的约束,所以本仿真平台没有定位于数值仿真,而是采用了图形化的虚拟现实仿真。一方面图形化的展示具有简单直观的优点,使得用复杂公式或者无法用封闭解析形式表达的情形都可以直接表现出来;另一方面基于虚拟现实进行仿真又要求:1) 图形化的三维物体要与现实物体吻合,或者是忠实于机械设计文件复原表达,或者在可接受的比例和误差范围内复原实际物体;2) 图形化的三维物体之间的几何组合关系要精确复原实际物体之间的关  (本文共92页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
山东大学

基于中间件和虚拟现实的异构机器人作业系统研究

当前,在机器人技术方面还不存在统一标准,也没有形成专业化配套与产业链分工,很难实现各种功能构件之间的可重用与互操作,不适应多种异构机器人生产线的组成。目前,要想实现多种异构机器人生产线,在国内外实际应用中均存在大量的重复性开发工作,成本高,周期长,制约了机器人产品的广泛应用,因此急需开展机器人标准化、模块化体系结构的研究工作。工厂自动化、集成计算机制造系统、柔性制造与敏捷制造对机器人生产作业的管控提出越来越高的要求,消除生产管控现场的异构化,即实现不同平台、不同控制方式、不同作业形式的设备资源的有效配合与整合,已经成为生产制造和机器人应用急需解决的瓶颈问题。中间件(Middleware)技术是解决机器人标准化模块化设计、消除机器人系统异构性问题的优先选择,是今后机器人技术的核心与基础,需要国家级的战略规划与指导,它在国内机器人领域的研究应用总体处于初始阶段。另一方面,在自动化生产线中,当作业对象(产品)变化时,生产线中的每台机器...  (本文共192页) 本文目录 | 阅读全文>>

《机械设计与制造》2007年10期
机械设计与制造

机器人作业系统重构技术研究

目前一般机器人作业系统都是针对某个作业对象(产品)设计、集成的,对作业对象变化的适应能力很差。在可重构制...  (本文共3页) 阅读全文>>

《哈尔滨工业大学学报》2000年02期
哈尔滨工业大学学报

虚拟制造中的多机器人作业仿真平台

以生产环境下多机器人作业为背景 ,提出了一个虚拟制造中的多机器人作业仿真平台 ,讨论了平台的建模 (包括机器人本体及环境建模 )、碰撞检验、运动学分析、工作单元仿...  (本文共5页) 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

笔画信息人机交互方法及其在机器人作业过程中应用研究

人机交互技术的发展能使机器人适应日益复杂多样的作业环境与作业任务,因此,探索新的人机交互方式,简化人机交互作业流程有着重要的意义。笔画交互方式是一类绘制简单、识别稳定的交互方式,已在家庭电脑、手机、平板等设备上广泛应用。在人-机器人交互领域,笔画已被应用于机器人移动任务,但对于机器人作业任务,笔画指令传递的信息量较少,且利用笔画实现作业过程接触力、工作范围控制的研究较少。针对上述问题,本文于引入了笔画点、笔画轨迹、笔画向量三类笔画信息来解决机器人作业任务中的交互问题,提出笔画信息人机交互方法,该方法仅利用笔画信息一类指令传输媒介,结合图像处理、模式识别、路径规划、力速控制等技术,同时实现作业对象参数的交互提取以及作业过程的交互控制,使交互过程得到简化,拓展了基于笔画信息的人机交互方法研究方向,为复杂作业任务中的人机交互方式选择问题提供了新的解决方案与研究思路。提出了基于笔画点的作业任务参数交互提取方法,该方法利用图像配准技术,实...  (本文共154页) 本文目录 | 阅读全文>>

华南理工大学
华南理工大学

基于任务驱动的机器人作业智能决策方法研究

柔性智能化制造是当前制造领域研究的一个热点,机器人代替人实现制造过程的自动化和智能化。然而目前生产的规划如任务的分解、机器人的操作和机器人的调度往往还需要人工事先决策。本文针对复杂多变的生产任务,研究了基于任务驱动的机器人作业智能决策方法,根据作业任务和当前作业环境信息,获取机器人作业操作及其动作时序等决策。主要内容如下:分层次地描述了生产系统中产品信息和工件形状、尺寸、位置、姿态等状态信息,设计了一种基于工件状态的机器人作业任务数据结构及其XML表示方法;设计并建立了机器人、工件状态和作业环境数据库,为后续的决策提供必要信息支持。基于HTN规划理论,提出了一种针对作业任务的规划领域知识自动生成算法,将生成的规划领域知识与通用规划领域知识相结合,实现机器人作业任务规划,有效地将机器人作业任务分解为机器人可执行的操作集合。采用强化学习的方法解决复杂生产系统的调度问题。基于生产系统模型和优化目标,提出了一种状态空间、动作空间和动作奖...  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>

西南科技大学
西南科技大学

水面机器人作业导航研究

中国是一个海洋面积宽广、海域资源丰富的国家,为了更好的开发海洋资源,解决运输和水域巡逻等问题,研究发展智能化的水面无人机器人尤为的重要,不仅能够实现水域的探测勘探工作,也能够实现安防巡逻、地图绘制等任务;同时随着社会的发展和工业化进程加快,环境污染问题日益严峻,特别是水域环境的污染,水面会有许多的漂浮垃圾,传统清理水面漂浮物采用人工或者是大型机械清理的方式;人工清理的方式存在效率低下,人员安全得不到保障等问题;大型机械清理的方式不适用漂浮物较分散,不集中的区域,且机械清理的成本较高;所以本文提出一种可以在水域环境下自主导航作业的水面清污机器人智能导航作业系统,解决传统清污方式的人工和高成本等问题,实现高效率和智能化。本文围绕水面清污机器人作业过程中的导航定位问题展开了研究,并在机器人实物平台上设计了作业导航系统,主要工作如下:(1)水域环境特征存在许多相似性,传统依据机器人里程计信息和基于滤波方式的定位不能够达到很好的定位效果,...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>