基于opengl的rv-3sq垂直多关节型机器人监控研究

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1、基于OpenGL的RV-3SQ垂直多关节型机器人监控研究文章编号：1003-6199(2011)04-0137-04?摘要：利用OpenGL平台导入二麦RV-3SQ.垂白多关节型机器人3D模型，在VC++的环境中采用OpenGL平台进行对3D模型对象进行控制，通过串口通信使模型机器人对象与实际机器人对象联动，为机器人监控提供便利。实验表明，将基于OpenGL平台的图形虚拟系统与实际控制对象结合起来，能够更好的表现对象的运动过程，在监控系统中具有很强的实用性。■关键词：OpenGL；RV?3SQ机器人；3D模型；监控？中图分类号：TP

2、24;TP273?+,5文献标识码：A??••BasedontheOpenGLRV?3SQVerticalMulti?joint?RobotControlResearchYANKui?(NanjingInstituteofTechnolgy,Nanjing210000,China)Abstract:Thispaperaimstoimportthe3DmodelofMitsubishiRV?3SQRobotintheplatformofOpenglwherethemodelcouldbecontrolledinVC++environm

3、ent.ltwillcombinethevirtualrobotwiththeactualrobotbySerialCommunication.ExperimentsuggeststhatitcouldbeverypracticalanditcanprovidegreatconveniencetoconnectthevirtualsystemandtheactualcontroloftheobjectsonOpenglPlatformintherobotMonitoredControlSystem.Keywords:OpenGL；R

4、V?3SQrobot；3Dmodel；monitorandcontrol■1引言？工业生产线上机器人在现代工业制造和生产中地位非常重要，应用也越来越广。如何对机器人监控是保证机器人完成指定工作重要的环节。现场人员监控以及利用摄像头跟踪机器人运动，并利用监控画面实现控制是现阶段控制的主要手段。缺点在于：①对场地要求具备便于安装摄像头或者现场控制人员工位；②生产环境要求必须适应人员或者摄像头，对于烟尘、蒸汽等有毒有害的生产场所，都不能采用上述方案。③监视存在死角，不能多角度的观测对象。为克服上述缺点，本文试图应用OpenGL技术对机器人

5、在上位计算机建立模型，并将该模型与机器人实际运动过程通过检测和通信关联起来，以便在控制中做应用，并且能够克服上述的应用缺陷。2机器人模型的建立？机器人模型要针对具体的实际机器人对象，能够还原机器人实际的运动和功能要求。由于机器人的种类很多，根据不同的生产要求功能也不尽相同，所以首先要对机器人进行建模。在我们的研究对象是三菱公司的RV73SQ垂直多关节型机器人。如图1所示，它是6自由度关节机器人。此机器人为某合作项目中,可视化三菱e-f@ctory自动生产线上，零件的加工设备中的自动上下料机器人，主要在生产线上是完成加工件的上下料。基

6、于上述要求可以对机器人进行建立模型，可以采用两种方式：①利用OpenGL建立模型，即运用OpenGL的基本图元方式（点、线、面）和OpenGL辅助库中三维图元直接构造，将机器人分解成不同的几何部分，然后调用库函数进行对各个部分进行绘制,最后整合得到机器人模型。但是由于OpenGL不提供描述类似于飞机、汽车、分子形状等复杂形体的图形操作函数。用户必须从最基本的图形单元开始构造自己的三维模型，所以对于像机器人这种模型建造起来比较复杂，同时会增加代码的复杂程度，使得整个程序的效率和实时性受到影响。②利用第三方三维制作软件，如3DMAX、s

7、olidwok等软件进行模型的建立,由软件Milkshape3D进行格式转换和添加关节（也称为骨骼），然后对由OpenGL其动作进行控制及骨骼运动。这种方法一方面可以大大的节省上位机模型的建立时间，另一方面可以提提高程序的可读性和执行效率，缺点在于必须要对三维软件所建立的文件格式非常熟悉，文件操作相对复杂。图2为三维软件建立的机器人模型。3基于OpenGL对机器人模型的处理？图形处理软件建立的上位机的三维机器人模型是一个三维信息文件，现在通过OpenGL读取、并控制这个上位机机器人模型，可实现机器人的虚拟可视化，这是实现监控的重要部

8、分。所运用的OpenGL平台是一个与硬件图形发生器的C语言软件接口，它包括了多个图形操作函数，开发者可以利用这些函数来构造景物模型、进行三维图形交互软件的开发,是由世界计算机图形学界领袖SiliconGraphic公司的开发的产品。由