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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 智能機(jī)器人設(shè)計(jì)與仿真系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 該作品屬軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，研究與設(shè)計(jì)了一個(gè)用于對常用輪式機(jī)器人進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)、控制策略編程、運(yùn)行環(huán)境設(shè)定的軟件系統(tǒng)，同時(shí)可使機(jī)器人在所設(shè)定環(huán)境內(nèi)進(jìn)行運(yùn)行仿真，檢驗(yàn)軟件使用者的設(shè)計(jì)結(jié)果，為進(jìn)一步完成實(shí)物機(jī)器人的制作提供幫助。非常適用于作為學(xué)習(xí)機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)課程的輔助工具。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品所設(shè)計(jì)的軟件平臺(tái)用于對常用的輪式機(jī)器人進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真和研究，并可在多種環(huán)境下對使用者所設(shè)計(jì)機(jī)器人控制算法的適應(yīng)性進(jìn)行測試和實(shí)驗(yàn)。 軟件的主要功能包括： (1) 可進(jìn)行機(jī)器人基本硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。該軟件提供了大量常用機(jī)器人傳感器，可供軟件使用者選擇，并進(jìn)行合理裝配，以及相關(guān)參數(shù)的設(shè)定。 (2) 機(jī)器人運(yùn)行環(huán)境設(shè)計(jì)，軟件可以精確的設(shè)計(jì)機(jī)器人運(yùn)行環(huán)境，并展示其三維效果。 (3) 輪式機(jī)器人控制算法研究，在機(jī)器人運(yùn)行環(huán)境設(shè)計(jì)完成之后，可以使用VC等軟件編寫機(jī)器人控制算法 ，用軟件所提供的輪式機(jī)器人進(jìn)行機(jī)器人控制算法的研究工作。 (4) 驗(yàn)證機(jī)器人控制算法在不同的環(huán)境中的適應(yīng)性，使用軟件可以很容易的修改機(jī)器人運(yùn)行環(huán)境，方便在不同的環(huán)境中驗(yàn)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(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的：降低智能機(jī)器人研究成本，為機(jī)器人愛好者提供一個(gè)低成本的基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究學(xué)習(xí)平臺(tái)。 基本思路：基于OpenGL（Open Graphics Library）和ODE(Open Dynamic Engine)，在Windows平臺(tái)上利用VC++編程實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)出能夠用于機(jī)器人研究開發(fā)的三維機(jī)器人仿真系統(tǒng)。 創(chuàng)新點(diǎn)：在仿真考慮了重力、摩擦力、阻力等因素對機(jī)器人系統(tǒng)的影響，使仿真、運(yùn)行效果更加真實(shí)可靠。 技術(shù)關(guān)鍵：機(jī)器人、傳感器、仿真環(huán)境模型的建立。 主要技術(shù)指標(biāo)：機(jī)器人電機(jī)、舵機(jī)參數(shù)。傳感器測量范圍。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 軟件使用者通過機(jī)器人硬件設(shè)計(jì)、機(jī)器人運(yùn)行環(huán)境設(shè)計(jì)、機(jī)器人運(yùn)行策略的編程，可以很快的對機(jī)器人技術(shù)及傳感器應(yīng)用有一個(gè)初步的了解。另外，由于使用該軟件可以靈活的對機(jī)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(jī)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(jī)器人及其控制算法的適應(yīng)性。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011年3月在南陽理工學(xué)院第八屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技競賽中獲得一等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 完善試用階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 技術(shù)特點(diǎn)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(jìn)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(fèi)的物理引擎，在保證仿真效果的同時(shí)，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(shè)計(jì)真實(shí)的機(jī)器人系統(tǒng)相比，軟件仿真系統(tǒng)具有投入成本低、設(shè)計(jì)速度快等特點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，軟件仿真與現(xiàn)實(shí)差距太大的缺點(diǎn)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(shè)計(jì)方式?；谝陨蠗l件，本系統(tǒng)軟件將會(huì)在機(jī)器人教育中占領(lǐng)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(rèn)識(shí)到機(jī)器人仿真在機(jī)器人研究和應(yīng)用方面的重要作用，并從70年代開始進(jìn)行了這方面的研究工作。在許多從事機(jī)器人研究的部門都裝備有功能較強(qiáng)的機(jī)器人仿真軟件系統(tǒng)，它們?yōu)闄C(jī)器人的研究提供了靈活和方便的工具。 在國內(nèi)，從上世紀(jì)80年代后期，許多的單位也開始從事機(jī)器人仿真技術(shù)的研究工作，還有許多高校也進(jìn)行了相關(guān)方面的研究，如清華大學(xué)、浙江大學(xué)以及上海大學(xué)等單位都有相關(guān)方面的軟件作品，并取得了多項(xiàng)研究成果。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人仿真技術(shù)也越來越成熟，在國內(nèi)，也涌現(xiàn)出了一大批非常不錯(cuò)的機(jī)器人仿真軟件，如：上海廣茂達(dá)伙伴機(jī)器人有限公司的VJC1.5仿真版，它以獨(dú)特的流程圖方式進(jìn)行編程，用戶不需要太多的編程知識(shí)即可使用，非常受初學(xué)者的歡迎。還有每年都要舉行的RoboCup機(jī)器人仿真組比賽，以其細(xì)致入微的仿真效果得到了各大高校的認(rèn)可，在比賽場上，每年都可以看到北京大學(xué)、清華大學(xué)等知名院校的參賽隊(duì)員的身影。 與設(shè)計(jì)搭建真實(shí)的機(jī)器人系統(tǒng)相比，軟件仿真系統(tǒng)具有投入成本低、設(shè)計(jì)速度快等特點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，軟件仿真與現(xiàn)實(shí)差距太大的缺點(diǎn)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(jī)器人研究工作人員可以快速的修改機(jī)器人所處的環(huán)境，以驗(yàn)證在不同的環(huán)境中機(jī)器人控制算法的適應(yīng)能力，這一點(diǎn)是搭建真實(shí)的機(jī)器人系統(tǒng)所無法比擬的。機(jī)器人仿真技術(shù)在機(jī)器人的設(shè)計(jì)和研究中有著無可替代的作用，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和仿真技術(shù)的不斷提高，機(jī)器人仿真技術(shù)肯定會(huì)給機(jī)器人設(shè)計(jì)、研究、教育帶來極大的便利。
