仿真機器人簡介

1、機器人比賽及平臺簡介RoboCup中國機器人大賽國際水中機器人（中國）大賽小型組中型組類人組標(biāo)準(zhǔn)平臺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)有了實體機器人，我們?yōu)槭裁催€要在計算機上進行仿真呢？實體有損壞要修，仿真軟件重啟就是了。先通過仿真研究，研究成果再應(yīng)用到實體上。所以我們現(xiàn)在主要把精力放在了仿真研究上。 機器人技術(shù)是一項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)，是各種先進技術(shù)的綜合性平臺。自從20世紀(jì)60年代初世界第一臺機器人誕生以后，機器人技術(shù)得到了迅速地發(fā)展，無論是現(xiàn)實中的智能機器人還是計算機軟件中的仿

2、真自主體，機器人在動力學(xué)建模和主體之間協(xié)作運動策略上都具有一定的模仿生物的機能，并具備智能化功能，最終服務(wù)于人類。水中機器人比賽水中機器人比賽2D仿真平臺仿真平臺 在陸地機器人迅速發(fā)展的同時，水下機器人的發(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)立任何一項水下機器人比賽項目，另外，在水下機器人的研究過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)，要測試機器人應(yīng)用技術(shù)，他們將面臨機器人構(gòu)件加工制作、傳感器信息整合、機器人運動控制、多機器人協(xié)作工作以及水下環(huán)境不確定性等復(fù)雜問題，這些需要花費大量的時間和精力進行水下機器人技術(shù)測試的前期準(zhǔn)備工作、數(shù)據(jù)處理工作。 針對目前水下仿生機

3、器魚和水中機器人比賽研發(fā)中遇到的困難，水中機器人比賽2D仿真平臺提供一種真實的仿生機器魚水球比賽實時仿真系統(tǒng)，真實地模擬水下仿生機器魚各個關(guān)節(jié)的位姿變化、運動狀態(tài)變化情況及機器魚水球比賽運行狀況，能更好地測試水下仿生機器魚各種運動學(xué)理論、水波擾動理論、碰撞理論、運動策略算法等水下仿生機器魚體系結(jié)構(gòu)，從而更好地對水下仿生機器魚結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及控制策略系統(tǒng)進行改進，同時降低了研發(fā)成本，使更多的人加入到研發(fā)隊伍中來，更好地促進水下機器人技術(shù)的發(fā)展。開發(fā)平臺簡介開發(fā)平臺簡介 水中機器人比賽2D仿真平臺（URWPGSim2D）是基于Microsoft Robotics Studio SDK1.5開發(fā)的，充分利

4、用了平臺提供的仿真引擎服務(wù)。運行時由CCR和DSS兩個主要的組件構(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)智能控制實驗室 URWPGSim2D的主要作用是作為水中機器人競賽平臺和水中機器人科研平臺，要求方便開展競賽和實驗項目，方便獨立編寫競賽和實驗項目的策略算法。 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)送實時仿真環(huán)境和過程信息，半分布式客戶端模擬水中機器人隊伍，加載比賽或?qū)嶒灢呗?，完成決策計算過程，向服務(wù)端發(fā)送決策結(jié)果。仿真平臺

5、的結(jié)構(gòu)仿真平臺的結(jié)構(gòu)客戶端機器魚策略機器魚策略機器魚策略。核心控制模塊環(huán)境設(shè)置模塊公共接口模塊機器魚策略機器魚策略機器魚策略。運動學(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伍的策略都在服務(wù)端加載，和URWPGSim2DServer.exe運行于同一進程空間，由于仿真循環(huán)也運行在URWPGSim2DServer.exe進程空間中，所有策略和仿真循環(huán)運行于同一進程空間。于是所有隊伍的所有仿真機器魚控制

6、指令及仿真循環(huán)運行指令均來自同一進程，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”。遠程模式下，必須啟動當(dāng)前仿真使命參與隊伍數(shù)量同樣多的URWPGSim2DClient.exe進程，用于加載各支隊伍的策略。這些進程可以與服務(wù)端進程處于同一臺電腦，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)。每支隊伍的策略，和加載它的URWPGSim2DClient.exe進程運行于同一進程空間。于是每支隊伍的所有仿真機器魚控制指令獨立于仿真循環(huán)運行指令，各支隊伍的仿真機器魚控制指令也相互獨立，但隊伍內(nèi)部各仿真機器魚

7、的控制指令則來自同一進程。因此遠程模式是半分布式仿真模式。客戶端設(shè)計框架客戶端設(shè)計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安裝平臺安裝 水下機器人比賽仿真平臺需要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）水下機器人比賽Simulator仿真平臺（6）WMEncoder_cn（錄像功能解碼器，可選）顯示區(qū)時間隊名坐標(biāo)裁判控制策略加載比賽控制錄像功能開始一場比賽開始一場比賽（1）選