万博体育登陆手机版
当前位置: 万博体育3.0手机版 > 万博体育登陆手机版 >

第四章仿人机器人运动学仿真的实现图结构图本文的仿真平台运动行

发布时间:2019-11-28 17:20

  第四章仿人机器人运动学仿真的实现图结构图本文的仿真平台运动行在 版本上开发工具采用跨平台的集成开发工具 。仿人机器人的三维模型采用 公司的 版本设计 设计好三维模型后分别将各个关节模型按照毫米单位存为一个 格式的 文件【 在仿真场景中通过读入相应的关节 模型文件 就可以在仿真场景中“组装”一个和设计

  第四章仿人机器人运动学仿真的实现图结构图本文的仿真平台运动行在 版本上开发工具采用跨平台的集成开发工具 。仿人机器人的三维模型采用 公司的 版本设计 设计好三维模型后分别将各个关节模型按照毫米单位存为一个 格式的 文件【 在仿真场景中通过读入相应的关节 模型文件 就可以在仿真场景中“组装”一个和设计完全“一模一样”的仿人机器人了 然后通过设置机器人的各个关节的旋转平移齐次矩阵就可以实现关节的运动了。通过乒乓球轨迹预测模块给出乒乓球的运动轨迹 通过仿人机器人的手臂运动规划模块和腿部规划模块就可以分别给出仿人机器人手臂和腿部的关节运动序列 这样就可以在仿真场景中实现虚拟乒乓球对弈了。第四章仿人机器人运动学仿真的实现第五节本章小结本章首先通过六自由度和七自由度的对比、不同上下臂长度的对比、关节不同运动范围的对比来实现了仿人机器人手臂的机构设计的优化仿真 最终优化的设计设计方案为仿人机器人手臂是七自由度的 手臂长度为 上臂长为 下臂长度为 上臂与下臂加球拍的长度比为 。接着本章介绍了手臂的正逆运动学、手臂的回球策略、手臂的击球规划、腿部的正逆运动学、腿部的移动策略、腿部的运动规划等算法 并建立了基于 的仿人机器人乒乓球对弈的三维仿真环境 在仿真场景中对这些算法进行了验证 实现了两个仿人机器人多回合的乒乓球对弈 以指导实际仿人机器人对弈的研究。 第五章仿真系统与仿人机器人控制系统的无缝连接的实现第五章仿真系统与仿人机器人控制系统的无缝连接随着人们对仿真技术认识的加深 越来越多的仿真系统实现了与真实控制系统的无缝连接 这样不仅能扩大仿真软件的使用范围 而且用仿真系统验证好的控制算法直接控制真实系统进行实验 也能大大提高系统开发的效率。本文中的仿人机器人的乒乓球对弈作业的仿真系统 也对仿真系统的功能进行了扩展 使其能直接与仿人机器人的控制系统进行无缝连接 驱动真实的仿人机器人打乒乓球。本章将先简单介绍仿人机器人的控制系统 然后介绍仿真系统的实时与非实时内核通讯的实现和仿真系统与仿人机器人控制系统实时通讯的实现 以实现仿真系统与仿人机器人控制系统的无缝连接。第一节仿人机器人控制系统简介乒乓球对弈的仿人机器人系统是非常复杂的 全身有 多个可分别控制的运动关节 拥有六维力 力矩、关节位置、立体视觉等感知原件 要实现步行、万博体育登陆手机版击球等运动且要保持动态平衡。仿人机器人的系统结构图如图 所示 由于仿人机器人的控制系统需要实时的对仿人机器人的多关节进行平衡控制 所以主控制系统采用了基于 实时框架的 实时系统 实时系统定时的通过基于 的实时以太网对分布式关节控制器进行分布式控制 力矩传感器、分布式关节传感器等通过基于的实时以太网反馈传感数据给主控计算机 立体视觉系统的预测结果通过 传送给主控计算机 通过鼠标和键盘 可以与主控计算机进行交互 另外仿人机器人的控制系统还预留给外部了通过 实时以太网以控制周期控制仿人机器人的接口 这也就是我们的仿真系统与真实控制系统进行无缝连接的接口。 第五章仿真系统与仿人机器人控制系统的无缝连接的实现图 乒乓球对弈仿人机器人控制系统结构图第二节仿真系统与真实系统进行无缝连接的实现乒乓球对弈的仿人机器人控制系统留给了外部通过基于 的实时以太网按固定周期控制分布式关节控制器的接口 这样我们就可以通过这个接口将乒乓球对弈作业的仿真控制结果直接传输给仿人机器人的实际控制系统 让仿真系统控制真实的仿人机器人进行打乒乓球。仿真系统与仿人机器人的真实系统的无缝连接的结构图 如图 所示 仿真系统也采用了基于 的实时框架的 系统 乒乓球轨迹预测、腿部轨迹规划、手臂轨迹规划等都运行在实时系统上 图形仿真运行在非实时的 操作系统上 实时系统和非实时系统通讯交互数据来改变仿真场景 仿真系统的实时系统通过基于 的实时以太网与仿人机器人控制系统预留的接口通讯。 第五章仿真系统与仿人机器人控制系统的无缝连接的实现实时与非仿真系统实时通讯实时以太网仿人机器人控制系统其他基于腿部轨手臂轨其他通讯非实 的迹规划迹规划实时 卜、其他实时任图形渲乒乓球轨迹预测任务 非实时任务时任务务染 操作系 操作系统统 仿真系统与仿人机器人系统通讯结构图基于 的实时系统 是基于 内核的实时开发框架 目的是提供给用户空间的程序全面的接 无关的硬实时 并能无缝集成到 环境 合并但后来由于 更专注于内核空间的实时的研究 对用户空间的实时考虑相对较少 年又从中独立出来。 开源社区至今还在不断的推进着 的发展 最新的稳定版本为 支持最新的 版本为 并支持包括 等多种架构的硬件在实时领域被广泛的应用。 的层次结构图如图 所示 的最底层是直接与硬件交互的 将上层内核软件都抽象为域 实时内核部分为 非实时内核部分为 通过硬件抽象层给域提供统一的抽象接口域通过不同的皮肤提供给用户空间不同实时系统规范的实时调用接口。 第五章仿真系统与仿人机器人控制系统的无缝连接的实现实时任务实时任务非实时任务非实时任务…’卜………………… 内核硬件抽象层硬件抽象层 硬件图 实时框架的层次结构图用户空间内核空间仿人机器人乒乓球对弈作业的仿真系统就采用了 实时开发框架 将仿真系统分为实时和非实时两个部分 实时部分运行在 主要是在线进行乒乓球轨迹预测当乒乓球进入到仿人机器人能够击打的范围后 由手臂的轨迹规划和腿部的轨迹规划模块分别计算出仿人机器人的关节运动序列 通过实时以太网按周期发送给仿人机器人的控制系统 非实时部分运行在 主要负责三维场景的渲染即驱动仿真场景中的仿人机器人也进行打乒乓球 实时 域和非实时 域通过共享内存和管道等方式交换数据。实时和非实时的流程如图 所示。 第五章仿真系统与仿人机器人控制系统的无缝连接的实现 整体流程 实时部分流程 非实时部分流程图 实时和非实时程序流程图 基于 的实时通讯 的开源硬实时以太网通讯协议栈它利用的是标准的以太网卡并提供对常见的多数以太网卡的驱动支持。 实现 并提供标准的 函数接口供用户空间和内核空间调用【 。其协议栈结构层次图如图 所示 从图中可以看出 是通过开发了自己的 层协议 来取代传统的基于冲突检测和冲突避免的以太网 层协议来实现实时通讯的 并通过 来提供配置和分析实时通讯的接口。第五章仿真系统与仿人机器人控制系统的无缝连接的实现 实时以太网协议栈层次结构图为了是保证网络传输的延时是确定需要专用的以太网段 专用的以太网段上的设备都通过 来控制对通信信道的访问控制 本文中的仿人机器人控制系统和仿真系统都运行 协议栈 通过双绞线进行直连 其连接示意图如图 所示。仿人机器人控制系统仿真系统 双绞线图 仿人机器人控制系统与仿真系统连接图 第五章仿真系统与仿人机器人控制系统的无缝连接的实现仿真系统与仿人机器人控制系统采用 协议进行传输 仿人机器人的控制系统为服务器 仿真系统为客户端 一个 数据包的格式定义如图 所示 数据包含 数据包包头部分和关节数据两部分 其中关节数据部分包含了关节数量、关节数据部分的校验和各个关节的数据 每个关节的数据包含关节序号、关节角度和校验和等。关节数量关节数据校验和关币关节序号关节角度关节校验和数 据关节序号关节角度关节校验和 仿真系统发送的数据包的定义仿真系统和仿人机器人通讯流程如图 所示 首先仿人机器人先在指定端口监听等待接受数据 在收到仿真系统发送的数据后 先进行数据的合法性检验 如果数据正确 则仿人机器人控制系统将数据发送给分布式驱动器 然后通知仿真系统数据已经正确收到 如果校验收到的数据不正确 则通知仿真系统重发。虽然我们为了保证实时以太网传输的可靠性 传输加入了可靠性传输策略可能会影响网络的实时性 但是在我们的实验环境中上十万次的发送和接收数据实验中 并没有发生过丢包和数据包错误 的数据包的传输延迟都在 以下。 巫五习习第五章仿真系统与仿人机器人控制系统的无缝连接的实现 仿真系统 仿人机器人控制系统图 仿真系统和仿人机器人控制系统通讯流第三节本章小结本章主要介绍了仿真系统与仿人机器人控制系统无缝连接的实现 让仿真系统驱动两个真实的仿人机器人进行多回合的乒乓球对弈。首先本章先简单的介绍了仿人机器人控制系统采用的实时系统 然后根据仿人机器人控制接口的需要 为仿真系统选取了 作为仿真系统实时部分的框架 作为仿真系统与仿人机器人控制系统进行实时以太网通讯的接口 并介绍了具体的实现和通讯格式的定义 最终我们的仿真系统能够驱动真实的仿人机器人进行多回合的乒乓球对弈 具有很好的表演性 并且提高了系统开发的效率。

  信人机器人乒乓球对弈作业的三维仿真系统的设计与实现,乒乓球机器人,高仿真机器人,工业机器人仿真软件,日本仿真机器人,机器人仿真,仿真机器人美女,abb机器人仿真软件,机器人仿真软件,机器人系统仿真