基于物理引擎和增強現實技術的虛擬機器人系統(tǒng)設計與實現.pdf

1、虛擬機器人在教育培訓、工業(yè)生產、仿真設計與遙控作業(yè)等方面有很廣泛的應用。在虛擬環(huán)境下對真實設備進行仿真模擬，可以減少成本并且給用戶提供良好的顯示效果，虛擬機器人目前還較少用于服務以及用戶交互方面。本文依據電子科技大學機器人中心自主研發(fā)的“SRU服務機器人”以及增強現實技術（Augmented Reality，AR）設計實現了一套虛擬機器人交互系統(tǒng)，能對真實機器人的各項功能與運動情況進行演示，并提供交互功能。虛擬機器人可以提供更炫麗的展示

2、效果，節(jié)省機器人在不同環(huán)境下進行演示所需的人力物力，減少調試過程中對設備產生的大量損耗，還能替代真實機器人的部分功能（交流互動功能）。
　　增強現實是一種通過計算機視覺技術實時計算攝像機位置與角度并將計算機生成的二維圖像或者三維虛擬物體疊加到真實圖像中的技術。它繼承了虛擬現實的諸多優(yōu)點并彌補了其不足之處，相比虛擬現實具有更真實的展示效果。
　　文中將進行以下幾個方面的工作：
　　1.通過攝像機標定實時求解攝像機外部參數

3、進而確定攝像機的位置與角度；分析了圖像數據的貯存結構以及發(fā)送方法，設計并實現數據發(fā)送模塊。
　　2.對三維場景進行布局，其中包括攝像機、三維模型、光源、模型材質等基本組件，并根據真實場景對以上組件進行配置。此外在虛擬環(huán)境中加載物理引擎，并根據SRU機器人對虛擬機器人的各項物理屬性進行了配置，在此基礎上實現了虛擬機器人的自動漫游功能。設計并實現了系統(tǒng)服務器端的數據接收模塊，通過實時更新場景背景與攝像機位置與角度，實現場景的虛實融合效