第8章 机器人仿真系统 8.1 引言 机器人仿真技术主要利用计算机可视化和面向对象的手段，构建机器人机器环境的物理模型、数学模型和相应的控制逻辑模型，在一段时间内对机器人进行操作和测试，分析机器人的行为和动态特性，从而获取机器人合理的结构布局、运动方案和控制算法。 在机器人仿真系统中，可以建立待研究的机器人实体及其工作环境的数字化抽象，通过赋予机器人不同的动力学模型和控制逻辑模型，全方位展现机器人的行为，对机器人的结构、传感器的布局和控制策略进行分析和评价。机器人仿真系统可以用于设计新的机器人，通过仿真来发现设计中的不足，反复修改设计，减少设计失误。机器人仿真系统还可以用于对已有机器人系统的研究和控制策略的开发，避免直接操作机器人实体可能造成的不必要的损失，成为实用化离线编程技术的重要部分。 机器人仿真系统研究通常涉及以下几个方面的内容[1]： （ 1）环境建模。 （ 2）多传感器数据集成与融合。 （ 3）控制体系结构和路径规划。 （ 4）机器人运动学、机构学等。 本章将介绍几种常见的机器人仿真软件，主要介绍了Player/Stage 仿真软件，并通过实例软件Visual RobotSoft 的开发内容介绍，分析构建机器人仿真软件的若干关键技术。 8.2 几种典型的机器人仿真系统 8.2.1 Microsoft Robotics Stu dio Microsoft Robotics Studio[2] 是微软开发的一款机器人仿真工具。该仿真软件集成的Ageia 技术和PhysX 引擎具有强大的物理仿真能力，可以构建具有高保真、可视化、可缩放的复杂3D 虚拟环境，在虚拟空间中测试机器人应用程序。同时，即使缺乏编程经验的初学者也能够使用仿真技术，在类似游戏的环境中，开发有趣的应用。该仿真工具的缺点是缺乏噪声数据，以及对真实世界建模不够准确。Microsoft Robotics Studio 仿真工具的推出无疑对机器人的发展与普及起到了极大的推动作用。如图8.1 所示。 图 8.1 Microsoft Robotics Studio 环境 8.2.2 MissionLab MissionLab[3]是由乔治亚理工学院的Mobile Robot Laboratory 开发的较为成熟的仿真系统。如图8.2 所示。目前最新的版本是6.0，采用C++语言编写，速度较快。具有自带的行为库，其中的机器人完全采用基于行为的控制方式，有专门的用于机器人行为设计的语言CDL，和很多商用机器人都有接口，可以直接控制多种实际机器人平台。该系统自从3.0 版本之后仅能运行于Linux 系统中。 图 8.2 MissionLab ...
