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多机器人系统虚拟仿真实验教学平台设计与实现
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作者 杨亮 邓伟俊 +1 位作者 沈慧 蔡川华 《现代电子技术》 北大核心 2025年第14期147-153,共7页
相较于传统单机器人,多机器人系统在效率、容错性能、鲁棒性等方面有着显著优势,但其也存在硬件成本高、占地面积大等缺点,这些都限制了与多机器人相关的实验课程开展。针对以上问题,提出一种基于虚拟样机技术的多机器人协同控制实验平... 相较于传统单机器人,多机器人系统在效率、容错性能、鲁棒性等方面有着显著优势,但其也存在硬件成本高、占地面积大等缺点,这些都限制了与多机器人相关的实验课程开展。针对以上问题,提出一种基于虚拟样机技术的多机器人协同控制实验平台设计方案。该实验平台由虚拟样机仿真子系统、上位机控制子系统、机器人本体三部分组成,其中虚拟样机仿真子系统负责完成环境建模、动力学仿真、传感数据采集等任务,上位机控制子系统通过网络接口与虚拟样机仿真子系统联动,以实现多机器人的协同控制。实践结果表明,该实验平台具有部署成本低、操作简单、可扩展性强的优点,能够有效提高学生的工程应用能力和创新意识。 展开更多
关键词 机器人 仿真教学平台 协同控制 虚拟样机 人机交互 视觉伺服 运动轨迹
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基于ROS的猪舍清粪机器人路径规划研究
2
作者 罗土玉 高彦玉 +1 位作者 豆姣 耿玮 《南方农机》 2025年第S1期29-33,共5页
【目的】解决猪舍环境复杂、清粪作业效率低下等问题,提升养殖效益和产品品质。【方法】提出一种基于ROS系统的清粪机器人路径规划研究,并完成了清粪机器人在猪舍内的性能测试与仿真分析。该清粪机器人配备了激光雷达、惯性测量单元、... 【目的】解决猪舍环境复杂、清粪作业效率低下等问题,提升养殖效益和产品品质。【方法】提出一种基于ROS系统的清粪机器人路径规划研究,并完成了清粪机器人在猪舍内的性能测试与仿真分析。该清粪机器人配备了激光雷达、惯性测量单元、超声波传感器以及红外传感器等智能传感元件,通过融合SLAM算法、A*与D*路径规划算法,实现了对猪舍环境的实时扫描、地图构建以及路径规划。【结果】基于ROS系统的路径规划算法能够高效地规划出从起点到终点的最优路径,并具备较好的动态避障能力,可有效应对猪舍内复杂多变的环境,满足清粪作业高效安全的要求。【结论】该清粪机器人为提升猪舍清粪作业的自动化水平、降低人工成本、提高养殖环境质量提供了技术支持,具有重要的应用价值和推广前景。 展开更多
关键词 ros 猪舍清粪机器人 路径规划 仿真试验
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基于ROS开发平台的服务机器人智能导航系统及仿真验证研究 被引量:3
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作者 邱钊鹏 邱利军 +1 位作者 陈春先 辛义 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2019年第12期147-150,231,共5页
对室内移动机器人的定位导航系统进行了改进设计。基于机器人操作系统(ROS)开发平台,应用树莓派控制器进行平台控制,采用激光雷达进行环境信息收集,开发了一种拥有路径规划等多种功能的软件算法。仿真结果说明该系统所构建的环境地图可... 对室内移动机器人的定位导航系统进行了改进设计。基于机器人操作系统(ROS)开发平台,应用树莓派控制器进行平台控制,采用激光雷达进行环境信息收集,开发了一种拥有路径规划等多种功能的软件算法。仿真结果说明该系统所构建的环境地图可以达到很高的精度,并且可以进行模块化开发和拓展,降低开发难度及费用。 展开更多
关键词 移动机器人 导航系统 开发平台 仿真验证
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基于ROS的服务机器人实训课程仿真教学研究 被引量:1
4
作者 王建森 《南方农机》 2024年第23期189-192,共4页
针对服务机器人实训课程中存在的硬件投入成本高、实物机器人实验存在安全风险等问题,提出了一种基于ROS的服务机器人实训课程仿真教学方案。介绍了基于ROS的服务机器人实训课程中仿真教学模式的构建及实施。教学内容包括ROS仿真环境搭... 针对服务机器人实训课程中存在的硬件投入成本高、实物机器人实验存在安全风险等问题,提出了一种基于ROS的服务机器人实训课程仿真教学方案。介绍了基于ROS的服务机器人实训课程中仿真教学模式的构建及实施。教学内容包括ROS仿真环境搭建、建立服务机器人仿真模型、ROS机器人运动控制、SLAM仿真地图构建、ROS服务机器人路径规划、机械臂抓取6个方面,通过具体教学案例分析,展示了仿真教学对学生理论知识理解、实践操作技能提升以及解决复杂问题能力的影响,通过对教学效果的量化评估和对学生反馈进行总结,探讨了仿真教学的优势,并对未来进一步优化ROS服务机器人实训课程提出了展望。 展开更多
关键词 服务机器人 ros 实训课程 仿真教学
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基于数字孪生的机器人工程专业虚拟仿真实践平台设计 被引量:13
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作者 左文娟 宁萌 +3 位作者 王琨 陈海卫 盛卫锋 崔旭升 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第3期6-11,共6页
针对机器人工程专业实践教学面临的高投入、高损耗、高风险以及难实施、难观摩、难再现问题,设计了基于数字孪生技术的机器人工程专业虚拟仿真实践平台。利用数字孪生技术将机器人工程专业物理实验室与虚拟实验室深度融合,学生可不受物... 针对机器人工程专业实践教学面临的高投入、高损耗、高风险以及难实施、难观摩、难再现问题,设计了基于数字孪生技术的机器人工程专业虚拟仿真实践平台。利用数字孪生技术将机器人工程专业物理实验室与虚拟实验室深度融合,学生可不受物理设备、时间和空间限制开展实验,增强了实验安全性,完成对实践教学环节的设计与优化。 展开更多
关键词 数字孪生 虚拟仿真 递阶式 机器人 实践平台设计
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基于Microsoft Robotics Studio的机器人运动仿真研究 被引量:7
6
作者 黄立 叶益斌 张辉 《机电工程》 CAS 2010年第8期122-126,共5页
随着电子技术和信息技术的迅速发展,机器人已经从理论走向实际应用。针对计算机对机器人进行运动仿真的问题,研究和分析了微软的虚拟机器人开发平台Microsoft Robotics Studio,并在此基础上设计和实现了基于Microsoft Robotics Studio... 随着电子技术和信息技术的迅速发展,机器人已经从理论走向实际应用。针对计算机对机器人进行运动仿真的问题,研究和分析了微软的虚拟机器人开发平台Microsoft Robotics Studio,并在此基础上设计和实现了基于Microsoft Robotics Studio的机器人运动仿真系统。系统首先根据给定的机器人物理模型定义出相应的关节连杆结构,然后根据关节运动数据驱动机器人关节同时运动。研究结果表明,基于Microsoft Robotics Studio的机器人运动仿真系统能够很好地实现运动仿真及控制,为物理机器人的本体设计提供帮助。 展开更多
关键词 虚拟机器人 运动仿真 微软机器人开发平台
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基于ROS的服务机器人智能导航系统研究与仿真 被引量:10
7
作者 崔靓 朱学军 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第2期22-25,共4页
针对服务机器人的智能导航技术问题,以机器人操作系统(ROS)为开发平台,以A为全局路径规划算法,动态窗口算法(DWA)为局部路径规划算法,应用ROS中的三维物理仿真软件Gazebo,结合Turtlebot 3机器人,对智能导航算法进行仿真验证。验证结果表... 针对服务机器人的智能导航技术问题,以机器人操作系统(ROS)为开发平台,以A为全局路径规划算法,动态窗口算法(DWA)为局部路径规划算法,应用ROS中的三维物理仿真软件Gazebo,结合Turtlebot 3机器人,对智能导航算法进行仿真验证。验证结果表明:在模拟3D环境下采用该算法规划导航,机器人能准确构建地图,实时避障,呈现良好的仿真效果。 展开更多
关键词 服务机器人 智能导航 机器人操作系统(ros) Gazebo仿真 路径规划
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基于ROS的机器人运动规划与仿真研究 被引量:8
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作者 杨幸博 张俊豪 +1 位作者 李凯 李云龙 《现代电子技术》 2021年第1期172-175,共4页
以IRB 1600机器人为研究对象,建立机器人连杆坐标系,完成机器人正逆运动学分析。利用三维建模软件创建机器人模型,并把三维模型转换成统一机器人描述格式;然后,创建机器人运动规划所需要的配置和启动文件,搭建基于机器人操作系统的仿真... 以IRB 1600机器人为研究对象,建立机器人连杆坐标系,完成机器人正逆运动学分析。利用三维建模软件创建机器人模型,并把三维模型转换成统一机器人描述格式;然后,创建机器人运动规划所需要的配置和启动文件,搭建基于机器人操作系统的仿真平台,并在三维可视化工具中显示机器人模型;最后对机器人进行直线和圆弧规划,分析其各关节角度和位置变化。实验结果表明机器人各关节运动轨迹稳定、精度较高,为机器人运动规划提供了方法。 展开更多
关键词 运动学分析 统一机器人描述格式 机器人操作系统 三维可视化 仿真平台 运动规划
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机器人仿真通用试验平台的设计与实现 被引量:14
9
作者 林晋 柳长安 +2 位作者 吴克河 徐燕 刘克勤 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2003年第10期138-140,共3页
阐述了建立一种通用的机器人仿真试验平台的方法。首先介绍了VC++6.0,OpenGL和MATLAB6.0三种软件各自的优点;其次把这三者的优点结合起来,建立通用的机器人仿真试验平台;最后通过建立移动操作手的运动仿真系统为例,证明了这种试验平台... 阐述了建立一种通用的机器人仿真试验平台的方法。首先介绍了VC++6.0,OpenGL和MATLAB6.0三种软件各自的优点;其次把这三者的优点结合起来,建立通用的机器人仿真试验平台;最后通过建立移动操作手的运动仿真系统为例,证明了这种试验平台的优越性和有效性。 展开更多
关键词 机器人仿真 通用试验平台 VC++6.0 OPENGL MATLAB 6.0
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可重构星球探测机器人的OpenGL仿真实验平台研究 被引量:9
10
作者 张政 马书根 +2 位作者 李斌 张力平 曹秉刚 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期885-888,共4页
采用基于Visual C++和OpenGL的建模和运动仿真方法,对可重构星球探测机器人系统的三维运动仿真实验平台进行了研究,建立了一个多机器人系统的仿真实验平台。开发的实验平台可用于探索和验证机器人系统的工作原理、工作空间、多机器人协... 采用基于Visual C++和OpenGL的建模和运动仿真方法,对可重构星球探测机器人系统的三维运动仿真实验平台进行了研究,建立了一个多机器人系统的仿真实验平台。开发的实验平台可用于探索和验证机器人系统的工作原理、工作空间、多机器人协调算法、重构方法、系统集成技术等。在该平台上进行了机器人的运动学仿真和协调运动研究,验证了该仿真平台的有效性和机器人系统体系结构的合理性。 展开更多
关键词 仿真实验平台 机器人 OPENGL 可重构系统 星球探测
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基于快速扩展随机树的机器人路径规划仿真实验平台研究 被引量:4
11
作者 樊晓平 彭展 +1 位作者 张恒 罗熊 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期86-92,共7页
在建立并实现一种基于快速扩展随机树的机器人路径规划算法的仿真实验平台的基础上,通过该仿真实验平台所做的大量仿真实验表明:基于快速扩展随机树的路径规划算法具有强烈搜索未知空间的倾向,在各种障碍物环境下搜索出可达路径。该仿... 在建立并实现一种基于快速扩展随机树的机器人路径规划算法的仿真实验平台的基础上,通过该仿真实验平台所做的大量仿真实验表明:基于快速扩展随机树的路径规划算法具有强烈搜索未知空间的倾向,在各种障碍物环境下搜索出可达路径。该仿真实验平台运行稳定,功能完善,可直观地演示路径规划算法的搜索过程。 展开更多
关键词 实验平台 机器人 随机 扩展 路径规划算法 仿真实验 搜索过程 障碍物
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机器人足球仿真比赛平台的改进 被引量:5
12
作者 李建伟 洪炳镕 +2 位作者 郝宗波 高全胜 郭崎 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1074-1076,共3页
介绍了哈尔滨工业大学开发的机器人足球仿真比赛平台的基本结构、系统的工作原理及运动学动力学模型,同时介绍了该平台新增的自动裁判、比赛回放等功能.
关键词 机器人足球 仿真比赛平台 服务器 客户机 工作原理 模型 自动裁判 比赛回放 多智能体系统
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空间机器人控制系统硬件仿真平台的研究 被引量:3
13
作者 史国振 孙汉旭 +1 位作者 贾庆轩 张延恒 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第12期5-8,共4页
建立了空间机器人控制系统的硬件仿真平台。研究了空间机器人基于手眼视觉的控制问题,建立了系统关键部件的模拟设备。仿真平台由中央控制器、关节模拟器、手眼模拟器、动力学/运动学仿真计算机和三维动画显示计算机组成。基于该平台,... 建立了空间机器人控制系统的硬件仿真平台。研究了空间机器人基于手眼视觉的控制问题,建立了系统关键部件的模拟设备。仿真平台由中央控制器、关节模拟器、手眼模拟器、动力学/运动学仿真计算机和三维动画显示计算机组成。基于该平台,对空间机器人控制特性和仿真过程中的延时环节进行了研究。系统自主捕获仿真试验结果表明,所采用的运动控制算法能够稳定收敛于目标,仿真平台能够较好地完成对实际机器人系统控制过程的模拟测试及系统控制算法的验证。 展开更多
关键词 空间机器人 仿真试验平台 运动控制算法 控制系统
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类人机器人仿真平台构建及其Matlab实现 被引量:2
14
作者 何福本 梁延德 何太云 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第5期703-707,共5页
应用仿真技术来设计和定义类人机器人,有助于对机器人运动的研究,也方便了整体系统的开发与实现。提出了用具有树特征的图结构定义类人机器人数据结构的方法,应用深度优先搜索算法对其进行遍历,并用螺旋理论和链乘法则来描述机器人的姿... 应用仿真技术来设计和定义类人机器人,有助于对机器人运动的研究,也方便了整体系统的开发与实现。提出了用具有树特征的图结构定义类人机器人数据结构的方法,应用深度优先搜索算法对其进行遍历,并用螺旋理论和链乘法则来描述机器人的姿态,构建出基于Matlab软件的仿真平台。该平台引用零力矩点ZMP理论作为机器人动态行走的稳定约束,并依此进行步态规划,得到稳定合理的步行姿态,同时实现了运动控制上的可视化。 展开更多
关键词 类人机器人 仿真平台 深度优先搜索 MATLAB ZMP
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基于SCS的四足仿生机器人运动仿真平台 被引量:1
15
作者 张秀丽 龚加庆 刘虎 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期23-28,共6页
SCS(Simulation Construction Set)是Yobotics公司开发的对机械设备、仿生机械系统等复杂的多刚体系统进行运动仿真的软件包.基于SCS开发出一套面向四足仿生机器人的专用运动仿真平台,包括四足仿生机器人机构建模、基于VMC(Virtual Mode... SCS(Simulation Construction Set)是Yobotics公司开发的对机械设备、仿生机械系统等复杂的多刚体系统进行运动仿真的软件包.基于SCS开发出一套面向四足仿生机器人的专用运动仿真平台,包括四足仿生机器人机构建模、基于VMC(Virtual Model Control)的动力学建模、地面接触模型及环境建模和数据处理模块设计.利用该仿真平台对一款16自由度四足仿生机器人的动态行走进行了仿真.结果表明:仿真过程流畅、快速、机器人行走平稳,验证了该仿真平台的实用性和可靠性. 展开更多
关键词 四足仿生机器人 仿真平台 运动仿真 仿真开发包
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汽车驾驶机器人驾驶性能评价半实物仿真平台 被引量:1
16
作者 陈刚 张为公 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期48-54,共7页
为了克服汽车驾驶机器人在实际车辆上调试存在的危险以及快速获得试验车辆的性能,设计了汽车驾驶机器人驾驶性能评价半实物仿真平台,可以借助这个平台对驾驶机器人驾驶车辆的品质进行性能评价。该平台中实际车辆由汽车纵向动力学数学模... 为了克服汽车驾驶机器人在实际车辆上调试存在的危险以及快速获得试验车辆的性能,设计了汽车驾驶机器人驾驶性能评价半实物仿真平台,可以借助这个平台对驾驶机器人驾驶车辆的品质进行性能评价。该平台中实际车辆由汽车纵向动力学数学模型代替,它可以模拟实际车辆的工作状态,输入信号为通过传感器测得的驾驶机器人油门机械腿、制动器机械腿、离合器机械腿和换挡机械手的位移,输出信号为经模型计算得到的发动机转速和车速,驾驶机器人不用做任何改动就可在该平台上进行驾驶操作。仿真和实车试验结果验证了该平台的有效性。 展开更多
关键词 汽车 驾驶机器人 性能评价 半实物仿真平台
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基于云平台和计算机控制系统的采摘机器人仿真设计 被引量:5
17
作者 王万丽 《农机化研究》 北大核心 2021年第1期96-100,共5页
为了提升采摘机器人定位系统的效率及定位准确性,将云平台技术和计算机控制系统引入到了定位系统的设计上,在进行果实定位时,通过云平台和计算机技术对图像进行实时滤波,并对曝光图像进行融合,以提高图像的质量,进而提高图像特征提取和... 为了提升采摘机器人定位系统的效率及定位准确性,将云平台技术和计算机控制系统引入到了定位系统的设计上,在进行果实定位时,通过云平台和计算机技术对图像进行实时滤波,并对曝光图像进行融合,以提高图像的质量,进而提高图像特征提取和定位的准确性。模拟采摘机器人的作业环境,以机器人定位系统的定位效率和定位误差作为研究对象,对基于云平台和计算机技术的采摘机器人定位系统进行了仿真测试,并将其和单片机的定位效率及定位误差进行了对比。对比结果表明:采用云平台和计算机技术要比单片机的定位效率和定位精度都高,对于提升采摘机器人的作业性能具有重要的意义。 展开更多
关键词 采摘机器人 计算机控制 仿真设计 定位导航 平台
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机器人足球仿真平台中碰撞检测算法研究
18
作者 王斌 李孝安 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期890-892,共3页
以机器人足球仿真平台的设计开发为背景,提出了基于递归分群的快速碰撞检测算法RDCCD,并将其应用于所开发的仿真平台系统中.初步的算法分析与实验表明该算法在碰撞检测速度和可靠性方面具有优越性.
关键词 机器人足球 碰撞检测 仿真平台
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弹跳机器人三维仿真示教平台设计
19
作者 史莹晶 李瑞 王力行 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2016年第11期76-80,126,共6页
设计了一种机器人三维仿真示教平台,以单足弹跳机器人作为研究对象和可视化模型。该仿真平台成本低廉、用户操作简单且界面交互性较好,提供了3D模型加载显示模块、机器人运动学模块、三维场景漫游模块、通信模块、基于关键帧和插值算法... 设计了一种机器人三维仿真示教平台,以单足弹跳机器人作为研究对象和可视化模型。该仿真平台成本低廉、用户操作简单且界面交互性较好,提供了3D模型加载显示模块、机器人运动学模块、三维场景漫游模块、通信模块、基于关键帧和插值算法的运动轨迹规划模块。该运动学仿真可以生成数值仿真曲线和三维仿真动画,并且能够进行用户交互式的运动轨迹规划。该仿真平台可以作为学生学习三维仿真技术的一个实验平台,使学生系统了解三维仿真过程,并且能够使学生对于机器人运动控制具有更加感性的认识,能够使学生更快的掌握相关知识,具有良好的示教演示意义和创新性。 展开更多
关键词 单足弹跳机器人 三维仿真 教学平台 运动仿真动画 可视化模型
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改进RRT*-Smart算法的移动机器人全局路径规划研究
20
作者 赖荣燊 窦磊 +1 位作者 巫志勇 孙帅 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第13期378-388,共11页
针对RRT*算法在移动机器人路径规划时搜索效率低、迭代次数多以及搜索路径不平滑等问题,提出一种改进RRT*-Smart的移动机器人全局路径规划算法。基于传统RRT*-Smart算法引入A*算法代价函数和启发式思想,引导随机采样点集中分布于潜在最... 针对RRT*算法在移动机器人路径规划时搜索效率低、迭代次数多以及搜索路径不平滑等问题,提出一种改进RRT*-Smart的移动机器人全局路径规划算法。基于传统RRT*-Smart算法引入A*算法代价函数和启发式思想,引导随机采样点集中分布于潜在最优路径附近,减少无效搜索;采用椭圆采样空间策略精确控制采样范围,提高搜索效率;利用Cantmull-Rom样条插值曲线对初始路径进行平滑处理,得到更为安全平滑的最终路径。基于Python和ROS仿真平台开展实验验证,改进RRT*-Smart算法在搜索效率、行走时间以及路径平滑度方面均有显著提升。 展开更多
关键词 路径规划 改进RRT*-Smart 启发式思想 椭圆采样空间 Cantmull-rom样条插值 ros仿真平台
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