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详细说明：应用OpenGL的建立机械手三维图形仿真系统pdf,应用OpenGL的建立机械手三维图形仿真系统山国利技记又在线 http://www.paperedu.cn 方法,通过定义复杂几何实体模型类,利用Open 提供的多边形镶嵌工具米实现任意已知截面不规则物体的三维自动生成,具体如图3所示。图形机器人的运动是建立在机器人各关节坐标其中为平面的单位法矢量, 变换矩阵的基础上的。机器人的坐标变换一般是采用齐次坐标变换的方法。首先确定机器人的基坐标为平面上一点的系,然后根据机器人手臂各连杆之问的运动关系和巫标给定位姿,从下到上依次计算各连杆相对于上一连当多边形的顶点多于3个时,由于计算机浮点杆的坐标变换矩阵。由该坐标交换矩阵对各连杆的运算存在的误差等原因,它们不一定完全共面,此所有原始坐标点进行坐标变换,即可计算出当前时时,以一张与各个顶点距离之和最小的平面来近似刻机器人各子模型的状态。该平面。设多边形的顶点为 i=0,1 本文使用矩阵堆栈的方法来实现这种运动继承关系,矩阵堆栈( Matrix stack)是内存中用来存则所求平面的法矢量为放矩阵元素的一块区域。其裸作原则与普通的堆栈操作原则一样,遵循“先进后出,后进先出”。矩阵其中取堆栈为编程提供了一个非常便利的工具,利用它们, 可以健立十分复杂的模型,并能清晰地达出模型的运动。对矩阵的管理是通过以卜语句完成的: 再取 ∑,其中=·,这样 glPushMatrix(和 glPopMatrix()。就可以得到n个点的多边形所在平面的方程, 现实生活中的物体按照“近大远小”的成像原构造类的实例进入人的眼睛。为了实现逼真的图形展示,在把实际中的三维物体变为计算机屏幕上的二维图形衣出来时,要选择合适的投影变换。透视投影执行初始化透视除法来缩短和压缩离观察者较远的对象,如图截面含圆弧 4所示。视见空间后部的宽度与视见空间前部的宽否是度不一样。因此,同样逻辑尺寸的对象在视见空间根据圆弧自动生的前部绘制要比在视见空间后部绘制的看起米要成弧上点的丛标大。这样显示的对象和场景更像它们在现实生活中而不是蓝图中的样子。无孔多边形构造镶嵌对象计算表面法线计算表面法线完成表面绘制完成表面绘制图透视投影变换效果图将生成的几何体平移、旋转到适当位置图复尕儿何实体模型构建流程图我们依据机器人运动的数学表达式,利用 0 penGL提供的坐标系平移函数( gITranslatefo)、旋转函数(g1 Rotates0),将坐标系分别移至机器在一个实际的机器人系统中,机器人各关节都人各个转动关节位置处,依次调用压入堆栈、构建是由复杂的零件构成。因此,如果使用上述方法来杆件的几何实体、弹出堆栈函数,就可以实现机器进行机器人的几何实体建模,其工作量之巨大是显人各杆件及后继连杆绕其相应关节坐标系的旋转运而易见的。为了降低机器人实体建模的复杂程度,动:同理,将坐标系移至各液压缸的摆动关节点, 提高程序的可读性和通用性,我们采用面向对象的按上述步骤,就可以实现各关节驱动液压缸相应的山国科技文在线 http://www.paper.edu.cn 伸长和摆动,从而实现比较逼真的图形机器人,如5.倪涛,赵丁选,倪水,曾春平.基于虚拟现实图5所示。的遥操作工程机器人图形仿真[].农业机械学报,2005,36(5):8083 明田,吴良芝.计算机图形学.北京大学出版社,1999,11 图图形机器人仿真结果结论本文在对四自由度工程机器人运动学分析的基础上建立了机器人图形仿真模型,实现了机器人实时动态模拟。采用 OpenGL图形函数库进行机器人仿真,有利于缩短机器人的研制周期,避免了直接实体操作可能造成的事故和不必要的损失,只有较高的使用价值和应用前景;同时,由于 Opengl生成的三维图形真实感较强,刷速度快,可以直接将仿真结果应用于面冋虚拟现实的遥操作。参考文献 1.郝矿荣,孟飞,朱玉蓉.基于 OpengL的6R工业机器人动态仿貞[J].⊥业控制计算机,2003, 16(6):2527 2.杨磊,何克中.虚拟现实技术在机器人技术中的应用与展望J.机器人,1998,20(1):7680 3.姜山,程君实,包志军.面向对象机器人实时仿真系统的实现[J].上海交通大学学报,1999, 33(11):13861390 4.徐受容.使用 penGL开发实时应用程序.重庆大学学报(自然科学版),2000,23(5):6266

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