(课件网) 第二节 仿真实验与机器人仿真系统 Simulation experiments and robot simulation systems 第二章 解决问题的方法与机器人仿真系统 1、掌握机器人仿真软件的界面组成及模块库的分类。 2、理解仿真实验的应用。 学习目标 右图是物理仿真实验“学习家庭电路组成”完成后的界面。在仿真软件中，只需要按照顺序和规则，将用电器连接到电路中，形成闭合电路，即可完成实验。 导学诱思 在学习和生活中，我们经常遇到“模拟”和“仿真”这样的词汇。比如，消防疏散模拟演练、舞台表演前的彩排演练、学校进行的模拟测验等，都是对真实场景的模拟化演练。 仿真实验 智能试衣间、仿真游戏、汽车驾驶仿真系统、仿真实验室、模拟飞行系统等都是计算机仿真系统在生活中的应用。 广泛应用的仿真系统 1、小组讨论，说说你见到过哪些仿真应用？ 2、你体验过VR吗？搜索VR、AR、MR的含义，尝试理解它们，并与同学们进行讨论。 思考与探索 VR AR MR （一）仿真和仿真实验 通俗地说，仿真就是通过技术手段（通常为计算机仿真）来模拟现实的技术。仿真主要包括仿真硬件和仿真软件。仿真硬件中最主要的是计算机。除计算机外，仿真硬件还包括一些专用的物理仿真器，如运动仿真器、目标仿真器、负载仿真器、环境仿真器等。仿真软件包括为仿真服务的仿真程序、仿真程序包、仿真语言和以数据库为核心的仿真软件系统。 广泛应用的仿真系统 建立仿真模型和进行仿真实验是仿真过程的两个主要步骤。仿真实验主要是通过图形化界面联系理论条件与实验过程，以达到模拟现实的目的。下图是模拟空间飞行器对接的仿真系统。 广泛应用的仿真系统 （二）仿真与仿真实验的应用 对于造价昂贵、危险性大或实现方式有局限性的系统，仿真是一种特别有效的研究手段。最初，仿真技术主要应用于航空、航天、电力、化工，以及其他工业过程控制等工程技术领域。后来，它被日益广泛地应用于社会、经济、生态、管理等系统，如交通控制、城市规划、资源利用、环境污染防治、生产管理、市场预测、世界经济分析和预测、人口控制等。对于社会、经济等系统，很难在真实的系统上进行实验。因此，利用仿真技术研究这些系统就具有更为重要的意义。 广泛应用的仿真系统 近年来，仿真实验在教育上的应用愈发深入而广泛，出现了很多仿真实验项目，开发了一些仿真实验室软件，为各阶段的师生提供良好的仿真实验平台。下图为生物仿真实验—观察洋葱根尖细胞分裂。 广泛应用的仿真系统 if 前方有障碍物 then 机器人右转 else if 前方有障碍物 then 机器人右转 else 机器人直行 end if 机器人直行 end if （三）仿真实验的优势和不足 1、仿真实验的优势。 随着虚拟现实技术的快速发展，“虚拟现实、智慧教育”加快了教育信息化的步伐。仿真实验由于具有再现和模拟真实情景的功能，其应用领域愈来愈广泛，因此具备了真实实验所没有的一些优势。 仿真实验可以把因仪器短缺、药品有毒、操作危险等因素而受限制的实验进行模拟再现，有利于节约时间、空间、资金，改善实验条件和教学方法，提高学习者的实践能力。 广泛应用的仿真系统 优 if 前方有障碍物 then 机器人右转 else if 前方有障碍物 then 机器人右转 else 机器人直行 end if 机器人直行 end if （三）仿真实验的优势和不足 1、仿真实验的优势。 仿真实验利用计算机技术开发的富有真实感的实验，直接用计算机模拟操作，使操作者自主操作更易实现。 仿真实验借助多媒体技术、虚拟仿真技术、传感技术等构建了高度虚拟的仿真环境，使操作者“身临其境”，能实现互动实验教学，最大程度地刺激学习者的感官，无器材损耗，与实验室“零距离”。除此之外，它还具有成本低、安全性 ... ...
