基于OpenGL的四足機器人仿真系統(tǒng)研究與平臺構建.pdf

1、機器人技術作為一項融合了感測技術、傳感技術和控制技術等的綜合性學科，涉及了機械、電子、計算機、人工智能等多種領域。隨著人工智能技術的發(fā)展，機器人也已經(jīng)作為一種產業(yè)得到更加廣泛的發(fā)展和推廣。因此機器人的種類和分工更加精細，其工作環(huán)境也日趨復雜化、多樣化。盲目的將機器人樣機投入到實際測試環(huán)境中，在試驗參數(shù)有待調整和優(yōu)化的過程中有可能會造成試驗樣機機械結構的損毀，不僅造成科研成本的浪費，更會影響研究進度。然而利用計算機預先對機器人及工作環(huán)境甚

2、至整個控制過程進行仿真可以有效的避免上述問題，并得到很好的輔助效果。一般計算機仿真就是根據(jù)動力學建立機器人運動控制模型，通過模型對動作進行規(guī)劃，并能響應外界命令和操作，模擬實際運動模式的過程。
　　機器人仿真系統(tǒng)作為機器人研究和開發(fā)中安全可靠、靈活方便的工具，在機器人技術課題研究中發(fā)揮著越來越重要的作用。一個良好的仿真平臺可快捷更改機器人屬性和控制參數(shù)，不受實驗環(huán)境和條件約束，方便測試實驗樣機機械結構和實驗算法的正確性和合理性，是

3、機器人研究過程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。本文針對四足機器人SCalf樣機的結構和運動方式，開發(fā)了集機器人運動學建模和動力學仿真于一體的SUCROSim仿真平臺(Shandong University Centerfor Robotics Simulator)。
　　本文主要做了以下工作:首先綜述了機器人仿真軟件和平臺的發(fā)展現(xiàn)狀并指出了目前已有的平臺和軟件存在的問題，引出仿真平臺研究的必要性;然后針對山東大學機器人研究中心四足機器人SC

4、alf樣機，分別對其單腿動力學和運動學方程做了推導和分析;同時本文根據(jù)四足機器人仿真平臺SUCROSim的設計目標和功能需求分模塊設計了不同功能模塊;然后本文就SUCROSim的軟件平臺重點介紹了基于OpenGL(Open Graphic Library)和obj模型格式的三維模型圖像載入和重繪方式，提高了模型的載入效率并實現(xiàn)了場景視角的三維立體觀察;本文結合上述方式實現(xiàn)的三維顯示功能在SUCROSim仿真平臺上設計了四足機器人trot