[发明专利]一种基于V-Rep的机器人虚拟示教系统

权利要求书

1.一种基于V-Rep的机器人虚拟示教方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在计算机上安装VM虚拟机，在VM虚拟机上安装Ubuntu系统，在Ubuntu系统中安装机器人离线仿真软件V-Rep并安装配置Lua-SDL2及其模块库，在离线仿真软件V-Rep中存储示教系统的虚拟示教场景文件，在所述的虚拟示教场景文件中设置有两个相同的六自由度机器人，一个为可见六自由度机器人，另一个为不可见六自由度机器人，两个相同的六自由度机器人在世界坐标系下的位置设置为相同，示教场景文件的程序存储在两个Lua子脚本中，其中一个是存储示教再现的核心程序的线程子脚本，另一个是存储了实时逆解的辅助程序的非线程子脚本，所述的线程子脚本中包含三维鼠标的信号采集、示教再现过程和用户界面编辑三部分，可见六自由度机器人为实体设置，绑定线程子脚本，另一个不可见六自由度机器人绑定非线程子脚本；

(2)基于V-Rep内置的OpenGL的自定义用户界面开发人机交互界面，以对话框的形式呈现，所述的人机交互界面包含了示教过程中键入关键点位姿以及再现过程中显示虚拟机器人实时的关节角参数的编辑栏、确定关键点和运行的相关按键、调整虚拟机器人末端运动灵敏度的滑块和相关标签，界面上的任何动作在V-Rep中是以信息的形式被API函数截取和调用的，从而控制虚拟机器人末端到达指定位姿；

(3)将三维鼠标通过无线接收器连接至计算机的USB接口上；

(4)开启计算机，依次运行VM虚拟机、Ubuntu系统以及V-Rep软件，并在虚拟机的界面内设置三维鼠标与计算机主机断开连接，与虚拟机建立连接，打开并运行V-Rep软件中预先存储的虚拟示教场景文件；

(5)V-Rep中的虚拟示教场景文件运行后，输入机器人示教关键点的位置坐标；

(6)示教结束后，点击人机交互界面的运行按键，利用预先在Lua脚本中编写好的运动函数，实现可见机器人末端在两个示教关键点之间的运动以再现示教过程；

(7)在再现过程中，线程子脚本和非线程子脚本间信号相互传递，非线程子脚本在Lua脚本内调用逆解函数以及逆解判断语句，采用Pseudo方法实时逆解计算，在实时逆解计算过程中，判断逆解是否存在，若不存在逆解时，则输出提示，逆解计算模型转为采用阻尼最小二乘方法。

2.根据权利要求1所述的基于V-Rep的机器人虚拟示教方法，其特征在于：输入机器人示教关键点的位置坐标的步骤为：在V-Rep打开的场景文件的Lua脚本中，加载Lua-SDL2库并调用库内的相关函数，人工操纵三维鼠标，使虚拟场景内的可见机器人末端根据人手的动作移动到指定位姿处。

3.根据权利要求1所述的基于V-Rep的机器人虚拟示教方法，其特征在于：输入机器人示教关键点的位置坐标的步骤为：采用通过虚拟示教的人机交互界面，在界面内键入可见机器人末端的位置值和姿态角，从而控制虚拟场景内的可见机器人末端直接到达指定位姿。