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基于Gazebo虚拟世界的草莓采摘机器人仿真研究 被引量：2
1
作者 裴双成 钟波 《南方农机》 2024年第5期57-61,共5页
【目的】提高草莓采摘的自动化水平,解放劳动力并降低采摘成本。【方法】研究小组设计了一种基于曲柄连杆机构的三爪同步夹持式采摘机器人,分析了其主要部件Kinect深度相机、六轴机械臂以及三爪夹持式采摘机械手的结构设计,并在Gezebo... 【目的】提高草莓采摘的自动化水平,解放劳动力并降低采摘成本。【方法】研究小组设计了一种基于曲柄连杆机构的三爪同步夹持式采摘机器人,分析了其主要部件Kinect深度相机、六轴机械臂以及三爪夹持式采摘机械手的结构设计,并在Gezebo虚拟世界中构建了采摘机器人的模型,生成了草莓采摘机器人的末端运动轨迹,完成了该草莓采摘机器人的前期开发试验和算法验证。【结果】该草莓采摘机器人可精准地夹持草莓,减小了采摘过程中对草莓表皮的损伤,同时机械臂末端运动半径最大可达770 mm,完全满足小型辅助采摘设备的基本需求。【结论】Gazebo能真实地还原草莓采摘的自然环境,充分验证了该草莓采摘机器人的可行性,同时还可以在虚拟环境中模拟不同的任务场景,可为六轴机械臂或其他多轴运动机械的运行轨迹设计提供准确的实验数据,并为机器人的实际应用提供指导。 展开更多
关键词 草莓 采摘机械 gazebo虚拟仿真
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基于ROS和Gazebo的Hector四旋翼仿真 被引量：3
2
作者 滕步炜 《电脑知识与技术》 2020年第8期259-260,共2页
本项目重点研究依赖于开源机器人操作系统ROS平台,在3D动态模拟器软件Gazebo中,通过键盘或Xbox360控制模拟UAV Hector Quadrotor从而实现四旋翼室内与室外的仿真飞行。
关键词 ROS gazebo Hector QUADROTOR
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ROS/Gazebo环境下的机械臂运动规划研究 被引量：9
3
作者 刘一鸣 许辉 +1 位作者 耿长兴 陈国栋 《煤矿机械》 北大核心 2018年第3期42-44,共3页
针对机械臂在复杂作业环境中的人机安全问题,对机械臂的运动规划方法进行仿真研究。为降低研究工作复杂性,在ROS中建立自主研发机械臂的仿真模型,并完成虚拟样机的虚拟控制系统的搭建。利用开源物理仿真引擎Gazebo模拟机械臂在真实工作... 针对机械臂在复杂作业环境中的人机安全问题,对机械臂的运动规划方法进行仿真研究。为降低研究工作复杂性,在ROS中建立自主研发机械臂的仿真模型,并完成虚拟样机的虚拟控制系统的搭建。利用开源物理仿真引擎Gazebo模拟机械臂在真实工作环境下静力学、动力学约束,通过ROS、Gazebo联合仿真的方式,对改进的快速扩展随机树算法的在高维规划空间中规划性能进行仿真分析。 展开更多
关键词 运动规划 ROS gazebo RRT
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ROS/Gazebo在SLAM算法评估中的应用 被引量：6
4
作者 丁林祥 陶卫军 《兵工自动化》 2022年第4期87-92,共6页
为解决对即时定位与地图构建(simultaneous location and mapping,SLAM)算法进行评估时难以获得精确的机器人实际运动轨迹和环境参数的问题,使用ROS/Gazebo仿真软件进行评估。通过ROS/Gazebo软件建立配置有多种传感器的机器人模型和参... 为解决对即时定位与地图构建(simultaneous location and mapping,SLAM)算法进行评估时难以获得精确的机器人实际运动轨迹和环境参数的问题,使用ROS/Gazebo仿真软件进行评估。通过ROS/Gazebo软件建立配置有多种传感器的机器人模型和参数已知的仿真环境,让机器人模型在仿真环境中运行并收集传感器信息以形成数据集,使用该方法对2种2D激光SLAM算法进行评估分析。结果表明,该方法可有效解决上述问题。 展开更多
关键词 SLAM ROS gazebo gmapping hector_slam
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基于Gazebo的深海网箱洗网机器人动力学仿真平台搭建 被引量：3
5
作者 邢旺 黄小华 +2 位作者 李根 庞国良 袁太平 《南方水产科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-10,共10页
深海网箱养殖是重要的海水养殖模式,网箱网衣的定期清洗是确保养殖质量和安全的关键环节。目前,网衣普遍采用人工清洗,不仅费时费力,且随着深海网箱规格越来越大,人工方式难度显著提升。洗网机器人为深海网箱网衣清洗提供了更加安全、... 深海网箱养殖是重要的海水养殖模式,网箱网衣的定期清洗是确保养殖质量和安全的关键环节。目前,网衣普遍采用人工清洗,不仅费时费力,且随着深海网箱规格越来越大,人工方式难度显著提升。洗网机器人为深海网箱网衣清洗提供了更加安全、便捷的方式;然而,洗网机器人在贴网清洁和水下穿梭过程中,受力难建模、状态难观测,设计抗扰动能力强、能耗低的控制器困难,开展全面实验及数据记录成本高、时间长。针对上述问题,在物理仿真环境Gazebo的基础上,考虑了推进器和洗盘的存在,并分析了在水下环境中诸如附加质量、阻尼等各项水动力学特性以及流场环境等因素对洗网机器人的影响,构建了一套洗网机器人仿真系统,使得洗网机器人水下工作完备数据易获得、控制性能易验证、模型性能易对比,从而助力洗网机器人的控制器开发。 展开更多
关键词 洗网机器人 深海网箱 gazebo 运动仿真 水动力建模
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基于Gazebo的复合式无人机设计与仿真 被引量：1
6
作者 成泳陶 王鑫 王立峰 《建模与仿真》 2021年第2期379-388,共10页
对垂直起降无人机的结构进行了设计,通过SolidWorks绘制,将其导入3D动态模拟器gazebo中,并且在ROS上进行软件在环仿真。当我们手上没有机器人硬件或实验环境难以搭建时,此种方法往往是非常有用的利器。
关键词 复合式无人机 设计 gazebo仿真
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基于Gazebo的机器人灵活操作控制平台的搭建 被引量：10
7
作者 姜玉 原明亭 《工业控制计算机》 2018年第12期44-46,共3页
当今社会越来越多的人对机器人的相关研究产生浓厚的兴趣,对机器人的控制是当前研究的一大热点,而对机器人仿真环境的搭建是许多机器人控制研究的必要前提。在ROS环境下,利用SolidWorks、Gazebo等仿真软件自主搭建了一种可用于机器人灵... 当今社会越来越多的人对机器人的相关研究产生浓厚的兴趣,对机器人的控制是当前研究的一大热点,而对机器人仿真环境的搭建是许多机器人控制研究的必要前提。在ROS环境下,利用SolidWorks、Gazebo等仿真软件自主搭建了一种可用于机器人灵活操作任务的控制平台。根据设计图画出环境模型,配置机器人描述文件;搭建Gazebo环境下的机器人应用平台;设计机器人的动态模型,研究学习规划接口MoveIt选及可视化工具Rviz,配置动态模型系统使得该环境可应用于机器人的灵活操作。 展开更多
关键词 机器人 ROS gazebo 灵活操作
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基于MPI的分布式并行Gazebo仿真优化与测试 被引量：7
8
作者 蒋化南 张帅 +1 位作者 林宇斐 李豪 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2021年第S02期672-677,692,共7页
Gazebo作为机器人通用仿真平台,能够在复杂的室内和室外环境中准确模拟机器人行为,并在单节点上支持多机器人的协同仿真。但执行仿真任务中如果启动成百上千台机器人,通常会发现Gazebo性能参考值(RTF)仿真实时比会降低两个数量级,甚至... Gazebo作为机器人通用仿真平台,能够在复杂的室内和室外环境中准确模拟机器人行为,并在单节点上支持多机器人的协同仿真。但执行仿真任务中如果启动成百上千台机器人,通常会发现Gazebo性能参考值(RTF)仿真实时比会降低两个数量级,甚至出现仿真错误的情况,仿真性能会成为其主要制约因素。为了实现机器人集群的高性能仿真,探索了基于MPI的跨节点ROS+Gazebo仿真平台搭建方法,核心过程是针对确定的仿真任务进行并行划分,可采用编号划分或区域划分,将划分好的各个子任务部署到各计算节点的Gazebo上进行仿真,最后通过Gazebo之间的MPI进程通信保证仿真的同步和一致性,以此实现机器人分布在不同计算节点上的协同仿真。同时编写了固定翼和四旋翼同构和异构的仿真测试案例,通过脚本程序读入world配置文件和roslaunch文件来实现,设计了对用户友好的与ROS类似的启动方式,进行了单节点和跨节点的性能测试,验证了分布式并行仿真的优越性。 展开更多
关键词 MPI gazebo ROS 机器人集群 高性能仿真
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基于异步机制的Gazebo仿真优化研究 被引量：5
9
作者 曾蕾 李豪 +1 位作者 林宇斐 张帅 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2020年第S02期593-598,共6页
在大规模机器人仿真过程中,为了保证仿真精度,通常采用基于时间步的推进机制。这种机制下,虽然可以通过调整仿真时间步灵活控制仿真精度,但当仿真规模较大时,在仿真循环的每次迭代中需要采用同步阻塞的方式,执行大量用于更新位姿或状态... 在大规模机器人仿真过程中,为了保证仿真精度,通常采用基于时间步的推进机制。这种机制下,虽然可以通过调整仿真时间步灵活控制仿真精度,但当仿真规模较大时,在仿真循环的每次迭代中需要采用同步阻塞的方式,执行大量用于更新位姿或状态的插件代码,从而导致仿真性能降低。针对这一大规模机器人仿真所面临的精度与性能之间的矛盾,提出了一种基于异步策略的优化方案,并在流行的机器人仿真器Gazebo中对优化方案进行了设计实现,最后基于rosflight固定翼无人机案例,验证了方案的有效性。实验结果表明,对于100架固定翼无人机的仿真,采用异步策略优化重构后,仿真加速比达到了5.0以上。 展开更多
关键词 gazebo ROS 异步策略 优化重构 高精度 实时仿真 大规模
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基于Gazebo和PX4的强化学习训练仿真环境接口设计与实现 被引量：5
10
作者 孙翔龙 梁彦刚 《电子技术与软件工程》 2022年第5期68-71,共4页
本文基于PX4飞控的四旋翼无人机在Gazebo仿真环境中进行强化学习训练的相关研究中,需要解决强化学习与仿真环境交互接口问题。本文首先介绍了PX4飞控、外部程序、Gazebo仿真环境相互间的交互方式,然后介绍了用于无人机自主着陆控制问题... 本文基于PX4飞控的四旋翼无人机在Gazebo仿真环境中进行强化学习训练的相关研究中,需要解决强化学习与仿真环境交互接口问题。本文首先介绍了PX4飞控、外部程序、Gazebo仿真环境相互间的交互方式,然后介绍了用于无人机自主着陆控制问题研究的强化学习基本模型。为了有效支撑强化学习训练,重点研究了基于Gazebo和PX4的无人机仿真环境接口程序的设计与实现方法。经实验验证,该方法编写的接口程序能够顺利运行,实现强化学习训练与仿真环境的交互功能。 展开更多
关键词 gazebo PX4 强化学习 仿真环境
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基于Gazebo和Docker的群体机器人仿真系统设计 被引量：6
11
作者 晏杰 王彦臻 +3 位作者 林彬 金松昌 武云龙 赵名扬 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2021年第11期105-108,113,共5页
对群体机器人仿真系统进行了研究,分析了目前群体机器人仿真系统所存在的不足,设计和实现了一种基于Gazebo和Docker容器的群体机器人仿真系统。使用Gazebo对机器人平台和所处环境进行逼真和精细建模仿真,使用Docker容器对机器人的控制... 对群体机器人仿真系统进行了研究,分析了目前群体机器人仿真系统所存在的不足,设计和实现了一种基于Gazebo和Docker容器的群体机器人仿真系统。使用Gazebo对机器人平台和所处环境进行逼真和精细建模仿真,使用Docker容器对机器人的控制软件进行打包和隔离,Docker容器和Gazebo之间基于DDS通信传输控制指令与机器人的状态数据。仿真通过后,Docker容器中的机器人控制软件即可直接用于真实的机器人中。仿真实验表明,所设计的群体机器人仿真系统能够对群体机器人的机器人控制软件进行有效仿真验证。 展开更多
关键词 群体机器人 仿真 gazebo DOCKER DDS
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Kinect动作捕捉到Gazebo人体模型数据转换的研究与开发 被引量：2
12
作者 罗日兴 樊留群 +1 位作者 刘广杰 黄云鹰 《工业控制计算机》 2020年第3期118-121,共4页
人机协作中人与机器人之间没有物理防护栅,存在碰撞风险,研究通过Kinect采集人体运动,在仿真软件Gazebo中分析工作空间中人与机器人之间的关系来防止碰撞。由于Kinect人体模型与Gazebo人体模型存在差异,将Kinect采集的人体运动数据以四... 人机协作中人与机器人之间没有物理防护栅,存在碰撞风险,研究通过Kinect采集人体运动,在仿真软件Gazebo中分析工作空间中人与机器人之间的关系来防止碰撞。由于Kinect人体模型与Gazebo人体模型存在差异,将Kinect采集的人体运动数据以四元数形式存储在CSV文件中,通过编制转换软件,从而能够正确驱动Gazebo中人体模型运动,为将来实现人机协作的仿真研究奠定基础。 展开更多
关键词 人机协作 gazebo KINECT 人体模型
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基于Gazebo的地下矿可视化建模和控制仿真技术
13
作者 姚蔚利 《中国新技术新产品》 2022年第23期15-18,共4页
在开发无人驾驶车辆控制策略的过程中,仿真对在不同环境中测试软件组件、车辆运动行为和控制算法非常重要。该文介绍了一种基于Gazebo的地下矿无人驾驶车辆可视化建模和控制仿真技术,以搭建地下矿仿真环境、无人驾驶车辆模型以及测试MP... 在开发无人驾驶车辆控制策略的过程中,仿真对在不同环境中测试软件组件、车辆运动行为和控制算法非常重要。该文介绍了一种基于Gazebo的地下矿无人驾驶车辆可视化建模和控制仿真技术,以搭建地下矿仿真环境、无人驾驶车辆模型以及测试MPC控制算法。结果表明,在Gazebo中正确创建地下矿环境及无人驾驶车辆模型后,可以获取较真实的车辆运动学模型,从而对MPC控制算法进行测试,并可以将车辆实际运动轨迹和参考轨迹等关键信息可视化,呈现良好的仿真效果。 展开更多
关键词 无人驾驶车辆 gazebo 建模仿真
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一种基于GAZEBO的无人机仿真系统
14
作者 吴励锋 沈扬 李忘言 《建模与仿真》 2025年第4期1-8,共8页
作为功能强大的无人机仿真平台,GAZEBO为无人机仿真构建了高度逼真的物理环境,还配备丰富的传感器模型。本文着重阐述一种基于GAZEBO仿真平台的无人机仿真系统,系统内部集成定位建图、路径规划和姿态控制三个核心算法模块。定位建图模... 作为功能强大的无人机仿真平台,GAZEBO为无人机仿真构建了高度逼真的物理环境,还配备丰富的传感器模型。本文着重阐述一种基于GAZEBO仿真平台的无人机仿真系统,系统内部集成定位建图、路径规划和姿态控制三个核心算法模块。定位建图模块可以采用多元化的定位建图算法,确保无人机在复杂环境下的精准定位和建图;路径规划模块依托先进的路径规划算法,依据环境信息和任务需求,高效地生成平滑的全局和局部飞行路径;而姿态控制模块则根据所生成地路径实时调整无人机的飞行姿态,保障飞行的稳定性与准确性。最后,本文对该无人机仿真系统进行了飞行测试,验证了系统的可行性和稳定性。 展开更多
关键词 无人机 gazebo 定位和建图 路径规划 姿态控制
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基于ROS的遥控水下机器人建模与仿真 被引量：3
15
作者 龚利文 周焕银 +1 位作者 李明桂 黄佳豪 《机电工程技术》 2025年第7期124-130,共7页
为探讨利用虚拟仿真技术进行ROV开发的方法及其在海洋作业环境中的应用潜力。考虑到在真实物理系统上进行开发和实验的高成本和风险,提出基于与ROS兼容的Gazebo环境模拟器为基础,通过仿真平台验证ROV在复杂水下环境中的运动控制效果,从... 为探讨利用虚拟仿真技术进行ROV开发的方法及其在海洋作业环境中的应用潜力。考虑到在真实物理系统上进行开发和实验的高成本和风险,提出基于与ROS兼容的Gazebo环境模拟器为基础,通过仿真平台验证ROV在复杂水下环境中的运动控制效果,从而为实际应用提供理论和实验基础。选取了UUV_Simulator开源项目中的RexROV作为研究对象,并利用Gazebo模拟器构建虚拟海洋仿真环境,通过URDF文件与外部导入法在ROS建立ROV模型与仿真环境相集成。在此基础上,嵌入非线性PID控制器,以模拟ROV在复杂海洋环境中的运动控制行为。通过设置两组测试对ROV在虚拟海洋环境下的运动作业进行评估,实验结果展示了控制算法在复杂水下环境中的准确性和仿真平台在模拟机器人行为方面的可靠性。具体而言,实验表明仿真平台能够有效预测ROV的运动及其在复杂海洋环境中的行为响应,从而为真实海洋作业中的ROV行为预测和性能优化提供了理论基础和实验依据。 展开更多
关键词 仿真建模 ROS ROV gazebo 非线性PID控制
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四旋翼无人机控制系统研究与仿真 被引量：1
16
作者 王宜腾 杨明 《工业控制计算机》 2025年第3期37-39,共3页
无人机领域的仿真控制系统日趋成熟,以基于NuttX操作系统的PX4飞控系统,来控制计算机建模工具进行软件在环(SITL)仿真,将ROS melodic创建的四旋翼无人机模型导入到Gazebo仿真器中,利用MAVLink建立PX4飞控、QGroundControl地面站和Gazeb... 无人机领域的仿真控制系统日趋成熟,以基于NuttX操作系统的PX4飞控系统,来控制计算机建模工具进行软件在环(SITL)仿真,将ROS melodic创建的四旋翼无人机模型导入到Gazebo仿真器中,利用MAVLink建立PX4飞控、QGroundControl地面站和Gazebo仿真器三者的通信,并引入白噪声模拟真实环境。设计了飞行器悬停、偏航、轨迹规划等实验,通过观测分析实验数据,验证了设计四旋翼飞行控制系统的硬件可行性,Gazebo实验数据与QGroundControl理论数据误差较小,飞行器反应迅速,实现了相关功能。 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 SITL gazebo 飞行轨迹规划
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基于自适应多态蚁群优化的智能体路径规划 被引量：1
17
作者 邢娜 邸昊天 +2 位作者 尹文杰 韩亚君 周洋 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第7期2330-2337,共8页
在智能体路径规划中,蚁群算法是较为流行的路径求解策略,且得到了广泛的应用。然而,传统蚁群算法存在局部最优和多余拐点问题。基于此,提出自适应多态蚁群优化算法,通过多群体划分和协作机制,极大的提高了搜索和收敛速度,有助于增强全... 在智能体路径规划中,蚁群算法是较为流行的路径求解策略,且得到了广泛的应用。然而,传统蚁群算法存在局部最优和多余拐点问题。基于此,提出自适应多态蚁群优化算法,通过多群体划分和协作机制,极大的提高了搜索和收敛速度,有助于增强全局搜索能力,避免陷入局部最优解。改进的信息素更新策略和路径选择记录表构造进一步提高路径规划的准确性。通过3次B样条平滑曲线对路径进行处理,有效减少拐点,实现路径的平滑化。经过MATLAB和机器人操作系统(ROS)-Gazebo仿真验证,结果表明:所提算法在复杂环境下具有良好的可行性。综上所述,所提算法为智能体全局搜索带来了显著的优化和改进。 展开更多
关键词 路径规划 自适应多态蚁群算法 B样条 机器人操作系统 gazebo平台
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基于智能博弈的装备组网协同巡检策略研究
18
作者 温家宝 李禛 +2 位作者 奚萌 何景逸 杨嘉琛 《宇航总体技术》 2025年第5期63-69,共7页
针对装备组网在协同巡检中面临的协作决策效率低等问题,以智能博弈技术为核心提出解决方案。通过构建适配巡检场景的智能博弈模型,实现多源感知信息的高效融合与深度分析,为决策提供科学依据;结合优化算法生成巡检任务下的最优协作策略... 针对装备组网在协同巡检中面临的协作决策效率低等问题,以智能博弈技术为核心提出解决方案。通过构建适配巡检场景的智能博弈模型,实现多源感知信息的高效融合与深度分析,为决策提供科学依据;结合优化算法生成巡检任务下的最优协作策略,提升在目标探测、任务分配等环节的协同效能;依托博弈驱动的协同机制,促进各巡检设备的高效配合,增强对复杂巡检环境的适应能力;搭建ROS-Gazebo仿真平台,为智能博弈策略的验证、迭代与优化提供支撑。重点探索智能博弈在设备组网协同巡检中的应用路径,为提升巡检类设备组网的协同能力提供新的理论参考与方法支持。 展开更多
关键词 智能博弈 装备组网 策略优化 gazebo仿真
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生成性学习视角下移动机器人运动控制虚拟仿真实验教学平台设计与实现 被引量：1
19
作者 李学伟 赵圆圆 +5 位作者 董军校 李亚 郭祖华 邢倩 齐永兰 任沁超 《南方农机》 2025年第4期6-9,14,共5页
【目的】针对机器人实体的自主定位导航在实践教学过程中面临的场地局限、设备昂贵及实验成本高等难题,设计并构建了移动机器人运动控制Gazebo虚拟仿真实验教学平台,以拓展实验教学内容的广度和深度,提升实验教学质量和水平。【方法】... 【目的】针对机器人实体的自主定位导航在实践教学过程中面临的场地局限、设备昂贵及实验成本高等难题,设计并构建了移动机器人运动控制Gazebo虚拟仿真实验教学平台,以拓展实验教学内容的广度和深度,提升实验教学质量和水平。【方法】实验项目涵盖机器人Gazebo环境搭建、机器人传感器选型、机器人驱动与运动控制、机器人SLAM建图、机器人路径规划、机器人自主导航与避障等知识点,包含14个交互性步骤。通过虚拟仿真技术,采用“尝试、探究、改进”循环提升的实验方法,引导学生深入探索、自主实验。【结果】构建的移动机器人运动控制虚拟仿真实验教学平台能够直观化、可视化地展示移动机器人自主定位导航效果,有效延伸了实验教学的时间和空间,显著提升了学生的高阶思维能力和实践创新能力。【结论】成功实现了对机器人自主定位导航实验的虚拟仿真,为机器人工程专业的教学提供了有力支持。 展开更多
关键词 自主定位导航 gazebo虚拟仿真 生成性学习 高阶思维
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