面向新型人工智能系统的建模与仿真技术初步研究 (2).docx
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2022-11-25
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面向新型人工智能系统的建模与仿真技
术初步研究
摘要：目前主流的运动学建模分析方法有ＤＨ建模和旋量理论这两种方法。
前者较后者更为常用，更容易上手，后者对数学的理解和掌握更高。ＤＨ建模用
４个参数表示一个坐标系偏移量，分别是绕ｚ轴旋转 θ 角，然后沿ｚ轴平移ｄ
距离，再沿ｘ轴平移ａ距离，最后绕ｘ轴旋转 α 角，虽然只用了４个参数，但
是可以看到该方法没有考虑ｙ轴的影响，也就是当相邻的两关节轴平行时，关节
轴间的公法线随着轴姿态微小的变化而引起大幅度变化，从而导致在机器人误差
辨识中不得不再新增一个绕ｙ轴旋转 β 角来解决该问题。故本文采用基于坐标
系偏移的建模方法实现库卡ＫＲ１０机器人正向运动学建模和逆向运动学求解。
基于坐标系偏移的建模方法虽然需要７个参数，但参数共分为两大类，先是３个
平移参数，后是４个旋转参数，易理解、易记忆、易使用，建模效率反而比ＤＨ
的高。为了直观地进行三维仿真，本文采用Ｃ＃的３Ｄ开源库Ｈｅｌｉｘ构建了
库卡ＫＲ１０机器人、焊枪、焊板等三维模型，并将Ｈｅｌｉｘ控件嵌入基于Ｗ
ＰＦ开发的仿真软件中，实现了焊接运动仿真。
关键词：新型人工智能系统；；建模；仿真技术
引言
虚拟现实技术(VR)是二十世纪末以来发展起来的一种先进的综合信息技术，
它将计算机绘图、传感器模拟和应用等多学科学科结合起来，为进一步研究高风
险类型(如作战训练)铺平了道路。VR 技术有三个主要特征:沉浸式、交互和想象。
与传统的桌面虚拟现实系统相比，虚拟模拟培训可隔离用户场景并将其完全融入
虚拟环境，重点是将人类行为融入现实世界和虚拟环境，从而使用户能够控制近
年来，世界军事大国在新的军事战争中使用了虚拟现实，特别强调在信息战争演
习中使用虚拟现实，并研究了美国军队 2012 年启动的第一个步兵训练系统(dsts)
联合王国开发了一个耗资 260 万美元的虚拟火炮训练系统，并将其用于联合王国
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