基于物理引擎和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、虛擬機(jī)器人在教育培訓(xùn)、工業(yè)生產(chǎn)、仿真設(shè)計(jì)與遙控作業(yè)等方面有很廣泛的應(yīng)用。在虛擬環(huán)境下對(duì)真實(shí)設(shè)備進(jìn)行仿真模擬，可以減少成本并且給用戶提供良好的顯示效果，虛擬機(jī)器人目前還較少用于服務(wù)以及用戶交互方面。本文依據(jù)電子科技大學(xué)機(jī)器人中心自主研發(fā)的“SRU服務(wù)機(jī)器人”以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Augmented Reality，AR）設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一套虛擬機(jī)器人交互系統(tǒng)，能對(duì)真實(shí)機(jī)器人的各項(xiàng)功能與運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行演示，并提供交互功能。虛擬機(jī)器人可以提供更炫麗的展示

2、效果，節(jié)省機(jī)器人在不同環(huán)境下進(jìn)行演示所需的人力物力，減少調(diào)試過(guò)程中對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的大量損耗，還能替代真實(shí)機(jī)器人的部分功能（交流互動(dòng)功能）。
　　增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算攝像機(jī)位置與角度并將計(jì)算機(jī)生成的二維圖像或者三維虛擬物體疊加到真實(shí)圖像中的技術(shù)。它繼承了虛擬現(xiàn)實(shí)的諸多優(yōu)點(diǎn)并彌補(bǔ)了其不足之處，相比虛擬現(xiàn)實(shí)具有更真實(shí)的展示效果。
　　文中將進(jìn)行以下幾個(gè)方面的工作：
　　1.通過(guò)攝像機(jī)標(biāo)定實(shí)時(shí)求解攝像機(jī)外部參數(shù)

3、進(jìn)而確定攝像機(jī)的位置與角度；分析了圖像數(shù)據(jù)的貯存結(jié)構(gòu)以及發(fā)送方法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。
　　2.對(duì)三維場(chǎng)景進(jìn)行布局，其中包括攝像機(jī)、三維模型、光源、模型材質(zhì)等基本組件，并根據(jù)真實(shí)場(chǎng)景對(duì)以上組件進(jìn)行配置。此外在虛擬環(huán)境中加載物理引擎，并根據(jù)SRU機(jī)器人對(duì)虛擬機(jī)器人的各項(xiàng)物理屬性進(jìn)行了配置，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了虛擬機(jī)器人的自動(dòng)漫游功能。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)服務(wù)器端的數(shù)據(jù)接收模塊，通過(guò)實(shí)時(shí)更新場(chǎng)景背景與攝像機(jī)位置與角度，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的虛實(shí)融合效