空间机器人的建模及仿真

空间机器人在未来的太空探索中将代替宇航员从事空间作业，而空间机器人在计算机上的寞及仿真是设计及研制中的重要组成部分，此文详细讨论了空间机器人的建模方法，包括建立几何模型和运动学模型，文中第３节介绍了哈尔滨工业大学研制的空间机器人仿真系统的各组成部分及所完成的功能，并在第４节中给出了实验仿真结果，仿真结果表明该仿真系统具有可靠性，实时性。     

空间机器人的虚拟环境建模及其仿真

参考1997年11月日本发射成功的世界上第一颗机器人卫星ETS-VII,在Indigo2工作站上利用建模工具Alias和开发软件Performer开发了机器人卫星的三维虚拟环境模型及其仿真系统.该系统仿真主要完成以下操作:1.自动地释放折叠在一起的机器人手臂;2.对任务板上的螺栓进行拧紧和拧开;3.对任务板上的部件进行插拔操作(如计算机电路板等);4.捕捉目标卫星;5.捕捉浮游的球形目标.初步取得了较好的仿真效果.     

机器人足球比赛仿真系统

机器人足球比赛是一个新兴的人工智能研究领域。然而，真实的机器人足球比赛所需的硬件设备是比较昂贵，为此本文研究并实现了一个机器人足球比赛策略的仿真系统，并讨论了有关建模的问题，分析了用于机器人足球比赛的几何建模和动态建模的主要方法，本文开发的机器人足球比赛仿真系统SimuroSot已经被国际机器人足球联盟采纳，并作为世界杯机器人足球比赛仿真比赛的平台。     

基于VR的空间机器人遥控操作仿真的研究

在分析现有遥控操作系统存在问题的基础上,提出了修正的人在回路中的传真方案,并指出该方案要解决的三个关键技术：虚拟环境建模技术、校准处理技术及人－机接口技术。重点讨论空间机器人虚拟环境的建模技术及六自由度空间球的人－机接口技术。并给出了在三维空间球遥控下的空间机器人仿真结果。     

基于虚拟样机技术的空间机器人系统的建模与仿真

首次采用虚拟样机技术对空间机器人系统进行建模和仿真,得出了反映机器人与卫星本体间运动学和动力学耦合情况的一些重要结果、为保持本体姿态稳定和驱动机器人按预定轨迹运动所需的控制力矩等．该方法可方便地用于验证固定基座、自由飞行、自由飘浮机器人的路径规划、控制算法、奇异空间等．与其它建模和仿真方法相比,该方法建模简单、可视化强、后处理功能极其强大,可实现多刚体系统闭环控制的仿真．     

机器人仿真与监控系统的研究

本文介绍了一种机器人仿真与监控系统，该系统能实时监视机器人的运动状态，本文对机器人的几何建模和运动学建模进行了研究．详细论述了机器人本体的建模方法．说明了机器人三维实时图形仿真系统的开发技术与开发方法。通过改变机器人的几何模型和运动学描述就能方便的对不同的机器人本体进行仿真与监控而不需要对源代码进行修改，最后，介绍了该系统分别应用于PT500和PT600不同机器人本体的实例。     

工业机器人三维仿真系统的运动学建模

本文讨论了工业机器人三维仿真系统的运动学建模问题，给出了运动学正解和运动学反解的算法，并运用于仿真系统中，证明了算法的可行性。     

机器人柔性装配单元仿真建模的研究

机器人柔性装配单元是柔性装配系统的重要组成单元，如何协调和控制单元内的各种物流过程一直是单元设计的难点，本文通过分析ＲＦＡＣ的特点，对影响单元运行的物流过程及其相互作用的逻辑关系进行了研究，建立了ＲＦＡＣ的物流仿真模型，并对ＲＦＡＣ的物流评价方法进行了探讨。     

交互式机器人建模与仿真系统

研究并实现交互式机器人建模与仿真系统iRMSS(interactive robotics modeling & simulation system),为机器人仿真提供了精确实时的实验平台.iRMSS 包含两个子系统:一是3D 机器人建模子系统iRMS(interactive robotics modeling sub-system),完成机器人连杆和物理模型建模;二是基于MSRS(microsoft robotics studio)的交互式仿真子系统iRSS(interactive robotics simulation sub-system),完成实时的机器人动力学仿真并获取仿真动力学参数.iRMSS 充分发挥MSRS 集成一体化、精确度高、通用性强的优势,同时解决MSRS 在机器人建模和物理参数获取两方面存在的问题,实验结果证实了iRMSS 系统的可行性.     

空间机器人位姿空间分层量化建模的方法

本文首先分析了空间机器人在位姿空间的不会合可控性及其给运动规划带来的困难。在此基础上，本文提出一种适用于空间机器人的位姿空间分层量经建模方法。此方法首先对位姿空间进行了分层量化处理，然后通过定义位姿间的相邻关系而建立了位姿空间图（ＣＳＧ），并对ＣＳＧ的预点和边的碰撞情况做了规定。最后本文针对一个空间机器人模型给出一个位姿空间建模的实例和基于此建模方法的运动规划结果。     

空间机器人连续运动轨迹控制建模和仿真研究

基于地面机器人常用的D-H 建模方法和空间机器人（SR）满足的动量守恒和角动量守恒原理,提出 了SR 连续运动轨迹控制建模算法．首先基于地面机器人雅可比矩阵的思想和D-H 法,建立了适用于空间机器人 的运动学模型;其次研究了空间机器人的广义雅可比矩阵计算及其连续运动轨迹控制的有效算法;最后通过计算 机仿真验证了所提出算法的有效性．本文基于D-H 方法的SR 概念模型和运动学模型可推广到包含旋转关节和平 移关节的树型结构链杆的任何SR．     

机器人仿真中的图形交互建模

通用机器人图形仿真系统中,建立既能真实地描述机器人世界又能有效地表示机器人运动特性的模型是一个重要的工作。本文结合我们实现的一个面向运动的机器人图形仿真系统,介绍了实现建模功能时需考虑的一些问题及具体的解决办法。文中对利用图形工作站的支持设计良好的人—机交互界面也作了介绍。     

空间机器人位姿空间分层量化建模方法

本文首先分析了空间机器人在位姿空间的不完全可控性及其给运动规划带来的困难．在此基础上，本文提出一种适用于空间机器人的位姿空间分层量化建模方法．此方法首先对位姿空间进行了分层量化处理，然后通过定义位姿间的相邻关系而建立了位姿空间图（ＣＳＧ），并对ＣＳＧ的顶点和边的碰撞情况做了规定．最后本文针对一个空间机器人模型给出一个位姿空间建模的实例和基于此建模方法的运动规划结果     

为建模与仿真建立空间参考模型

空间参考模型不仅是空间定位和定向的基础，而且对于取得建模与仿真的高度互操作性和可重用性也有着重要的意义。该文首先分析了建模与仿真的发展对建立空间参考模型的需求，然后依据需求，然后依据需求的原则建立了空间参考模型，同时也讨论了坐标变换的原理，策略和算法，最后设计和实现了相应的软件系统，包括系统的体系结构，坐标变换的流程，主要数据结构以及主要函数的和用户接口。     

空间机器人操作任务可视化仿真研究

利用先进的可视化软件仿真空间机器人的复杂任务过程是进行空问机器人研究的重要途径.围绕空间机器人操作任务的可视化仿真,在分析空间机器人任务过程基础上,采用层次建模思想构建空间机器人几何模型.基于几何模型库的树状层次结构,以配置文件和动态链接库相结合的方式实现空间机器人特征功能,并通过动态数据分发管理、区域过滤、多频采样插值等方法实现仿真系统的数据交互与处理.最后利用Orbiter软件的OrbiterAPI进行二次开发,实现了空间机器人任务过程的可视化仿真,真实度高,仿真效果好.研究成果可扩展应用到其它新型航天器系统的可视化仿真.     

RoboCup小型足球机器人建模及仿真平台研究

在机器人运动规划和运动控制的研究中,直接以实物机器人做实验不仅代价昂贵,而且所需时间长,风险大.在考虑了驱动电机动态特性的基础上,以机器人的朝向为坐标轴正方向建立坐标系,分析三轮全向移动机器人运动学模型和动力学模型;然后对比赛过程中的碰撞模型进行研究,推导出发生碰撞后机器人的速度公式;最后以Robocup小型足球机器人比赛系统为背景,采用VisualC 多线程技术构建小型组足球机器人仿真平台,并给出了系统结构框图.在小型组足球机器人的运动规划,运动控制等方面具有直接的现实意义.     

多关节机器人工作空间仿真方法

多关节机器人的工作空间是反映机器人运动能力的一个重要指标。提出了一种简化的多关节机器人工作空间仿真方法,可以不用求解正运动学方程,只要根据简单的机器人关节变换参数就可以通过仿真迅速得到其运动空间。以Brokk50机器人为例,首先建立其D-H变换坐标图并确定变换参数,然后以Matlab为仿真工具建立仿真模型并验证参数正确性,最后运用提出的新方法快速求出其运动空间。从而能够为多关节机器人的设计改进、遥操作和轨迹规划等工作提供参考。     

以AutoCAD为平台的机器人运动仿真研究

借助AutoCAD工作平台、以参数化三维实体造型进行建模,利用AutoLISP语言为工具进行机器人运动仿真,以Puma50为例,建立了机器人的数学模型和几何模型,并通过运动仿真,使其数学模型和几何模型得到了相互验证。     

救援机器人搜索目标路径环境快速建模仿真

为了使救援机器人在灾害发生救援过程中更好地了解环境空间信息,规划出一条最优搜索目标路径,提出救援机器人搜索目标路径环境快速建模方法.采用贝叶斯滤波器计算栅格占用率,获得静态、动态地图逆向传感器,使用URG-04LX暗光条件激光雷达,得到不同方向上障碍物位置信息构成的扇形平面,并利用拓扑方法处理地图,准确体现出障碍物位置...     

多布式多媒体仿真建模与表现环境

本文探讨了分布式处理技术和多媒体技术在计算机仿真技术中的作用，提出了分布式多媒体仿真的概念，讨论了分布式多媒体仿真系统的功能和结构，同时讨论了分布式多媒体仿真系统中的建模环境和表现环境，给出了一个导弹武器系统攻防对抗的分布式多媒体仿真系统原型。