基于虚拟现实的机器人作业仿真系统研究.pdf

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1、CIasSifiedIndex：U．D．C：TP242．6621．3SouthwestUniverSityofScienceandTechnoIogyIMasterDegreeThesiSResearchonSimulationPIatformofIlIrmOtRobotBasedonVirtuaIReaIityGrade：Candidate：AcademicDegreeAppIiedfor：Speciaiity：Supervisor：2011ZhangGuobiaoMasterPatternRecogn

2、itionandInteIIigentSystemProf．ZhangHuaMay29，2014独创性声明mlllll⋯啪flllIⅢ0IlllI川㈣mlY2586291本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：歇訇磁B期：p

3、争．；

4、．S关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)一揪目憋聊躲乏q吼蜊．厂西南科技大学硕士研究生学位论文第1页摘要在研究开发危险环境下的遥操作机器人作业系统的需求背景下，以能在建筑拆除、抢险救援、核能高危等复杂危险环境下作业的Brokk．50多功能拆除机器人为基础，围绕危险环境下遥操作机器人作业仿真系统

5、的相关问题，开展了理论与实践紧密结合的研究工作。在机器人运动学理论的基础上，采用标准的D．H参数理论建模方法建立了Brokk．50多功能拆除机器人的运动学模型，对该机器人的正运动学进行了分析与可视化仿真，验证了所建模型的正确性。针对复杂虚拟环境中大量物体碰撞检测效率问题，将均匀剖分与混合层次包围盒技术相结合从而提高了碰撞检测算法的效率。考虑到物体空间分布特性以及运动物体碰撞行为的局限性，本文利用空间剖分来加速多物体间的碰撞检测，对占用同一子空间的相邻物体利用层次包围盒进行碰撞检测。实验分析表明，本文算法可

6、以有效地解决多个活动物体之间的碰撞，并且在静态场景中有更大性能优势。根据机器人作业仿真系统需要，结合OGRE图像渲染引擎和ODE动力引擎，构建了一个完整的以Brokk。50多功能拆除机器人为原型的机器人作业仿真平台，建立了Brokk．50多功能拆除机器人系统模型，并进行了仿真实验，实现了利用鼠标或者键盘等输入设备控制虚拟场景中的机器人行走及机械臂运动，进一步完成相应作业任务，为机器人工程应用研究提供一个有效的技术支撑平台。关键词：虚拟现实三维建模机器人碰撞检测西南科技大学硕士研究生学位论文第1I页Abst

7、ractUndertheresearchanddemandbackgroundofrobotsystemindangerousenvironment，thisresearchtakestheBrokk一50asaprototypewhichiswidelyappliedtothearchitecturaldemolition，therescueandreliefwork，nuclearenergyandSOon．Thisresearchfocusesontheoreticalanalysisandprac

8、ticalapplicationaroundtherelatedissuesofoperationsystemoftelerobotinhazardousenvironment．Basedonthetheoryofrobotkinematics，thekinematicsmodeloftheBrokk-50isestablishedthroughstandardizedD—Hform．Afteranalysisandvisualsimulationofthekinematicsoftherobot，the

9、modelisprovedtobecorrect．Inordertosolvethecollisiondetectionproblemoflowefficiencyincomplexvirtualenvironment，thispaperproposesacollisiondetectionalgorithmbasedonspacesubdivision．Consideringthespacedistributionchara