基本信息
- 项目名称：
- 智能机器人设计与仿真系统的研究与实现
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 该作品属软件系统设计，研究与设计了一个用于对常用轮式机器人进行硬件设计、控制策略编程、运行环境设定的软件系统，同时可使机器人在所设定环境内进行运行仿真，检验软件使用者的设计结果，为进一步完成实物机器人的制作提供帮助。非常适用于作为学习机器人基础技术课程的辅助工具。
- 详细介绍：
- 本作品所设计的软件平台用于对常用的轮式机器人进行设计、仿真和研究，并可在多种环境下对使用者所设计机器人控制算法的适应性进行测试和实验。 软件的主要功能包括： (1) 可进行机器人基本硬件结构的设计。该软件提供了大量常用机器人传感器，可供软件使用者选择，并进行合理装配，以及相关参数的设定。 (2) 机器人运行环境设计，软件可以精确的设计机器人运行环境，并展示其三维效果。 (3) 轮式机器人控制算法研究，在机器人运行环境设计完成之后，可以使用VC等软件编写机器人控制算法 ，用软件所提供的轮式机器人进行机器人控制算法的研究工作。 (4) 验证机器人控制算法在不同的环境中的适应性，使用软件可以很容易的修改机器人运行环境，方便在不同的环境中验证控制算法，最终得到最优的控制策略。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计目的：降低智能机器人研究成本，为机器人爱好者提供一个低成本的基于虚拟现实技术的研究学习平台。 基本思路：基于OpenGL（Open Graphics Library）和ODE(Open Dynamic Engine)，在Windows平台上利用VC++编程实现，设计出能够用于机器人研究开发的三维机器人仿真系统。 创新点：在仿真考虑了重力、摩擦力、阻力等因素对机器人系统的影响，使仿真、运行效果更加真实可靠。 技术关键：机器人、传感器、仿真环境模型的建立。 主要技术指标：机器人电机、舵机参数。传感器测量范围。
科学性、先进性
- 软件使用者通过机器人硬件设计、机器人运行环境设计、机器人运行策略的编程，可以很快的对机器人技术及传感器应用有一个初步的了解。另外，由于使用该软件可以灵活的对机器人的仿真环境、传感器安装位置及参数作出调整，并能够用于机器人算法的研究，可以在最小资金投入的情况下研究不同的场地环境下机器人及其控制算法的适应性。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年3月在南阳理工学院第八届“挑战杯”大学生课外学术科技竞赛中获得一等奖
作品所处阶段
- 完善试用阶段
技术转让方式
- 技术转让
作品可展示的形式
- 现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点和优势：在使用方面，用户在仿真的过程中，可以任意修改、调整传感器的参数、种类、安装位置，还可以对场地进行调整，使仿真环境灵活，方便。在成本方面，软件使用了开源而且免费的物理引擎，在保证仿真效果的同时，最大限度的降低了研究开发成本。 适用范围和推广前景：与设计真实的机器人系统相比，软件仿真系统具有投入成本低、设计速度快等特点。随着计算机技术的发展，软件仿真与现实差距太大的缺点也得到了较好的解决，在硬件研究成本要求较高的情况下，使用软件仿真将是一种很好的设计方式。基于以上条件，本系统软件将会在机器人教育中占领一席之地，有广阔的市场前景。
同类课题研究水平概述
- 国外很早便认识到机器人仿真在机器人研究和应用方面的重要作用，并从70年代开始进行了这方面的研究工作。在许多从事机器人研究的部门都装备有功能较强的机器人仿真软件系统，它们为机器人的研究提供了灵活和方便的工具。 在国内，从上世纪80年代后期，许多的单位也开始从事机器人仿真技术的研究工作，还有许多高校也进行了相关方面的研究，如清华大学、浙江大学以及上海大学等单位都有相关方面的软件作品，并取得了多项研究成果。近年来，随着计算机技术的发展，机器人仿真技术也越来越成熟，在国内，也涌现出了一大批非常不错的机器人仿真软件，如：上海广茂达伙伴机器人有限公司的VJC1.5仿真版，它以独特的流程图方式进行编程，用户不需要太多的编程知识即可使用，非常受初学者的欢迎。还有每年都要举行的RoboCup机器人仿真组比赛，以其细致入微的仿真效果得到了各大高校的认可，在比赛场上，每年都可以看到北京大学、清华大学等知名院校的参赛队员的身影。 与设计搭建真实的机器人系统相比，软件仿真系统具有投入成本低、设计速度快等特点。随着计算机技术的发展，软件仿真与现实差距太大的缺点也得到了较好的解决，在硬件研究成本要求较高的情况下，使用软件仿真将是一种很好的方法。此外,软件仿真具有高度的灵活性，机器人研究工作人员可以快速的修改机器人所处的环境，以验证在不同的环境中机器人控制算法的适应能力，这一点是搭建真实的机器人系统所无法比拟的。机器人仿真技术在机器人的设计和研究中有着无可替代的作用，随着计算机技术和仿真技术的不断提高，机器人仿真技术肯定会给机器人设计、研究、教育带来极大的便利。
