面向服務(wù)機(jī)器人的三維建模開發(fā)環(huán)境和仿真研究.pdf

1、本文以與日本安川電機(jī)合作的國際項(xiàng)目“模塊化服務(wù)機(jī)器人開發(fā)環(huán)境的研究”為課題背景，依托國家863項(xiàng)目“基于CORBA的多機(jī)器人3D仿真與智能編程平臺(tái)”（2006AA04Z261）和“機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)過程仿真演示系統(tǒng)設(shè)計(jì)”（2007AA041703），圍繞著服務(wù)機(jī)器人的仿真軟件中，環(huán)境建模功能不全，操作界面不友好，難以獲得真實(shí)度較高室內(nèi)虛擬環(huán)境的問題，提出了機(jī)器人仿真系統(tǒng)中三維環(huán)境建模軟件的重要性，對(duì)機(jī)器人三維環(huán)境建模軟件進(jìn)行研究。

2、 本文，通過對(duì)三維建模軟件應(yīng)用技術(shù)的多方面研究和比較,利用Java語言的跨平臺(tái)特性、Java3D的快速開發(fā)能力和Swing組件應(yīng)用的靈活性，開發(fā)了服務(wù)機(jī)器人三維室內(nèi)環(huán)境建模軟件；利用V-Clip碰撞檢測算法避免了三維環(huán)境建模中容易出現(xiàn)的模型干涉問題；采用XML文件保存地圖，為分布式系統(tǒng)各模塊之間數(shù)據(jù)交換設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)。從而實(shí)現(xiàn)了有良好跨平臺(tái)能力，功能完善的三維環(huán)境編輯軟件，為機(jī)器人的三維仿真提供虛擬室內(nèi)環(huán)境。 本文還通過對(duì)模型簡化算法

3、進(jìn)行研究分析，使用了點(diǎn)刪除方法對(duì)三維模型進(jìn)行網(wǎng)格簡化，從而減少三維仿真計(jì)算量，提高仿真程序運(yùn)行速度。并且通過結(jié)合系統(tǒng)中碰撞檢測模塊，對(duì)不同復(fù)雜度的模型進(jìn)行多次碰撞檢測耗時(shí)統(tǒng)計(jì)，從中分析模型復(fù)雜度對(duì)機(jī)器人仿真計(jì)算能力的影響。 在仿真試驗(yàn)中，碰撞檢測功能在開啟的情況下可以準(zhǔn)確的進(jìn)行測試，能解決大部分模型在環(huán)境中的碰撞檢測問題；模型優(yōu)化模塊能對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)模型3％-100％之間9級(jí)復(fù)雜度顯示，并且結(jié)合碰撞檢測模塊進(jìn)行計(jì)算能力測試