自治水下機器人視景仿真技術(shù).pdf

1、水下機器人因其在水下方面的重要應用已成為各個國家研究的重點，水下機器人的視景仿真技術(shù)在機器人的研究中具有重要的作用。本課題以國際水下機器人大賽為真實原型，以O(shè)PENGL為圖形接口，以VS2010為仿真平臺，設(shè)計開發(fā)了應用于本比賽的虛擬視景仿真系統(tǒng)，真實的模擬了大賽的比賽流程。
　　本課題的主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，結(jié)合本課題設(shè)計開發(fā)的背景和國際無人水下機器人大賽的規(guī)則標準，在仿真需求方面做一分析，然后構(gòu)建本仿真體系的整體

2、結(jié)構(gòu)，接著對仿真體系進行模塊劃分和設(shè)計，最后總結(jié)出本仿真實現(xiàn)過程中需要克服的重難點。
　　其次，研究水下機器人視景仿真中涉及到的核心技術(shù)以及有關(guān)算法方面的設(shè)計，對機器人比賽中需完成的撞球任務加入碰撞檢測算法，該算法同時也用于避障，利用矢量運算這一數(shù)值計算方法實現(xiàn)機器人運動過程中的位置解算，利用消隱和緩存技術(shù)確定仿真場景中物體相互之間的空間位置關(guān)系，使用紋理映射方法實現(xiàn)場景中對象的外觀圖片顯示。
　　再次，利用視點變換技術(shù)實現(xiàn)

3、了單一視點、多視點、多角度、全方位的動態(tài)觀察方法，設(shè)計了在比賽過程中可以任意切換視點進行局部和全局觀察場景的方案。虛擬比賽環(huán)境下，將視點與機器人綁定，實現(xiàn)了場景漫游。
　　最后，以VC界面作為軟件開發(fā)平臺，結(jié)合OpenGL和3DMax三維建模工具編寫程序完成本機器人的虛擬仿真，并在仿真場景中添加特效，使得仿真界面更加逼真、流暢，更具吸引力。
　　仿真結(jié)果證實，本仿真體系界面實用，實現(xiàn)了本大賽的基本功能需求。仿真中采用常用的設(shè)