仿真機(jī)器人簡介

1、機(jī)器人比賽及平臺(tái)簡介RoboCup中國機(jī)器人大賽國際水中機(jī)器人（中國）大賽小型組中型組類人組標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)組足球仿真組足球仿真組全局視覺組自主視覺組2D仿真組已經(jīng)有了實(shí)體機(jī)器人，我們?yōu)槭裁催€要在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真呢？實(shí)體有損壞要修，仿真軟件重啟就是了。先通過仿真研究，研究成果再應(yīng)用到實(shí)體上。所以我們現(xiàn)在主要把精力放在了仿真研究上。 機(jī)器人技術(shù)是一項(xiàng)高度交叉的綜合性前沿技術(shù)，他融合了信息技術(shù)、電子工程、機(jī)械工程、控制理論、傳感技術(shù)以及人工智能等前沿科學(xué)技術(shù)，是各種先進(jìn)技術(shù)的綜合性平臺(tái)。自從20世紀(jì)60年代初世界第一臺(tái)機(jī)器人誕生以后，機(jī)器人技術(shù)得到了迅速地發(fā)展，無論是現(xiàn)實(shí)中的智能機(jī)器人還是計(jì)算機(jī)軟件中的仿

2、真自主體，機(jī)器人在動(dòng)力學(xué)建模和主體之間協(xié)作運(yùn)動(dòng)策略上都具有一定的模仿生物的機(jī)能，并具備智能化功能，最終服務(wù)于人類。水中機(jī)器人比賽水中機(jī)器人比賽2D仿真平臺(tái)仿真平臺(tái) 在陸地機(jī)器人迅速發(fā)展的同時(shí)，水下機(jī)器人的發(fā)展卻比較緩慢，而水下世界將是人類未來生存、利用開發(fā)的資源寶庫。但是，目前國際上還沒有設(shè)立任何一項(xiàng)水下機(jī)器人比賽項(xiàng)目，另外，在水下機(jī)器人的研究過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)，要測(cè)試機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)，他們將面臨機(jī)器人構(gòu)件加工制作、傳感器信息整合、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制、多機(jī)器人協(xié)作工作以及水下環(huán)境不確定性等復(fù)雜問題，這些需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力進(jìn)行水下機(jī)器人技術(shù)測(cè)試的前期準(zhǔn)備工作、數(shù)據(jù)處理工作。 針對(duì)目前水下仿生機(jī)

3、器魚和水中機(jī)器人比賽研發(fā)中遇到的困難，水中機(jī)器人比賽2D仿真平臺(tái)提供一種真實(shí)的仿生機(jī)器魚水球比賽實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，真實(shí)地模擬水下仿生機(jī)器魚各個(gè)關(guān)節(jié)的位姿變化、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化情況及機(jī)器魚水球比賽運(yùn)行狀況，能更好地測(cè)試水下仿生機(jī)器魚各種運(yùn)動(dòng)學(xué)理論、水波擾動(dòng)理論、碰撞理論、運(yùn)動(dòng)策略算法等水下仿生機(jī)器魚體系結(jié)構(gòu)，從而更好地對(duì)水下仿生機(jī)器魚結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及控制策略系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)降低了研發(fā)成本，使更多的人加入到研發(fā)隊(duì)伍中來，更好地促進(jìn)水下機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。開發(fā)平臺(tái)簡介開發(fā)平臺(tái)簡介 水中機(jī)器人比賽2D仿真平臺(tái)（URWPGSim2D）是基于Microsoft Robotics Studio SDK1.5開發(fā)的，充分利

4、用了平臺(tái)提供的仿真引擎服務(wù)。運(yùn)行時(shí)由CCR和DSS兩個(gè)主要的組件構(gòu)成，方便用戶編譯、監(jiān)視、發(fā)布以及根據(jù)需要構(gòu)建各種各樣的應(yīng)用程序。北京大學(xué)智能控制實(shí)驗(yàn)室 URWPGSim2D的主要作用是作為水中機(jī)器人競賽平臺(tái)和水中機(jī)器人科研平臺(tái)，要求方便開展競賽和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，方便獨(dú)立編寫競賽和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的策略算法。 URWPGSim2D包括服務(wù)端(URWPGSim2DServer)和客戶端(URWPGSim2DClient)兩部分。服務(wù)端模擬水中環(huán)境，控制和呈現(xiàn)仿真過程及結(jié)果，向客戶端發(fā)送實(shí)時(shí)仿真環(huán)境和過程信息，半分布式客戶端模擬水中機(jī)器人隊(duì)伍，加載比賽或?qū)嶒?yàn)策略，完成決策計(jì)算過程，向服務(wù)端發(fā)送決策結(jié)果。仿真平臺(tái)

5、的結(jié)構(gòu)仿真平臺(tái)的結(jié)構(gòu)客戶端機(jī)器魚策略機(jī)器魚策略機(jī)器魚策略。核心控制模塊環(huán)境設(shè)置模塊公共接口模塊機(jī)器魚策略機(jī)器魚策略機(jī)器魚策略。運(yùn)動(dòng)學(xué)建模顯示模塊輔助模塊WindowsWindowsWindows服務(wù)器端客戶端TCP/IP DllTCP/IP Dll服務(wù)端URWPGSim2DServer上的Referee-Strategy選擇“Local”。本地模式下，仿真使命所有參與隊(duì)伍的策略都在服務(wù)端加載，和URWPGSim2DServer.exe運(yùn)行于同一進(jìn)程空間，由于仿真循環(huán)也運(yùn)行在URWPGSim2DServer.exe進(jìn)程空間中，所有策略和仿真循環(huán)運(yùn)行于同一進(jìn)程空間。于是所有隊(duì)伍的所有仿真機(jī)器魚控制

6、指令及仿真循環(huán)運(yùn)行指令均來自同一進(jìn)程，因此本地模式是集中式仿真模式。服務(wù)端URWPGSim2DServer界面上“Referee-Strategy”選擇“Remote”。遠(yuǎn)程模式下，必須啟動(dòng)當(dāng)前仿真使命參與隊(duì)伍數(shù)量同樣多的URWPGSim2DClient.exe進(jìn)程，用于加載各支隊(duì)伍的策略。這些進(jìn)程可以與服務(wù)端進(jìn)程處于同一臺(tái)電腦，也可以分別位于不同的電腦，只要這些電腦處于同一局域網(wǎng)內(nèi)。每支隊(duì)伍的策略，和加載它的URWPGSim2DClient.exe進(jìn)程運(yùn)行于同一進(jìn)程空間。于是每支隊(duì)伍的所有仿真機(jī)器魚控制指令獨(dú)立于仿真循環(huán)運(yùn)行指令，各支隊(duì)伍的仿真機(jī)器魚控制指令也相互獨(dú)立，但隊(duì)伍內(nèi)部各仿真機(jī)器魚

7、的控制指令則來自同一進(jìn)程。因此遠(yuǎn)程模式是半分布式仿真模式?？蛻舳嗽O(shè)計(jì)框架客戶端設(shè)計(jì)框架用戶策略模塊環(huán)境信息公共接口模塊策略所需的組件所需的組件平臺(tái)安裝平臺(tái)安裝 水下機(jī)器人比賽仿真平臺(tái)需要DirectX、.Net Framework、AGEIA的支持:（1）VS2010（Visual Studio 2010 C#模塊必選安裝）（2）MRS（Microsoft Robotics Studio (1.5) 所用DLL已包含在URWPGSim2D中）（3）XNS framwork3.1（4）DirectX（推薦：directx_jun2008）（5）水下機(jī)器人比賽Simulator仿真平臺(tái)（6）WMEncoder_cn（錄像功能解碼器，可選）顯示區(qū)時(shí)間隊(duì)名坐標(biāo)裁判控制策略加載比賽控制錄像功能開始一場(chǎng)比賽開始一場(chǎng)比賽（1）選