奥格斯堡应用科学大学的学生开发和模拟先进的机器人控制系统

挑战

使学生能够参与先进机器人控制软件的开发

将MathWorks工具集成到机器人系统建模和实现控制软件的练习中

“当我教c++的时候，我给学生展示了一个模拟秋千的程序。c++程序的代码有7页甚至更多。MATLAB实现只有一页——大约50行结构良好、易于理解的紧凑代码。”
格奥尔格·斯塔克教授，奥格斯堡应用科学大学

斯塔克教授和学生们在实验室里。

奥格斯堡应用科学大学的机器人课程强调创造性解决问题和实际应用。计算机科学专业的学生，就像他们学习电气工程、机械工程和机电一体化的同学一样，使用MathWorks工具通过立即在实验室练习和项目中应用新概念来强化课程材料。

“我们的目标是教授机器人的基础知识，重点是软件，”奥格斯堡应用科学大学(University of Applied Sciences Augsburg)教授格奥尔格·斯塔克(Georg Stark)解释说。“MATLAB非常适合用于机器人技术，因为它使学生能够参与复杂控制器软件的开发过程。”

在他的课程中，Stark致力于培养学生在两个关键领域的技能:使用正式的数学方法来建模机器人的静态力、动态力和运动学，以及为机器人应用设计和实现控制器软件。

斯塔克需要提供一个模拟环境，使学生能够在真正的硬件上测试控制算法之前先试用它们。斯塔克说:“我想开发一种软件，学生们可以用它来对机器人进行3D模拟，然后实时控制机器人。”“对于软件来说，在多个平台上工作，容易与其他系统集成，并扩展到大型项目是非常重要的。”

此外，斯塔克需要的工具，学生可以快速学习，然后应用在他们的职业生涯。

斯塔克和他在奥格斯堡应用科学大学的同事们将MathWorks产品整合到工程和计算机科学的跨学科课程中。下载188bet金宝搏

在MATLAB编程课程，机器人学的必修课程，学生使用MATLAB^®完成算术运算、图形、程序结构和事件驱动软件的练习。

机器人课程是基于MRobot的™由Stark开发的控制器软件。该软件是用MATLAB编写的，使学生能够通过机器人的仿真模型来测试他们的算法。MRobot控制器软件由MATLAB集成的几个软件组件组成，采用组件对象模型(COM)接口。

在机器人技术，MATLAB，这门课程基于斯塔克的同名书籍，学生们使用MATLAB和MRobot控制器软件来编程和测试机器人应用程序。

之后，他们在MATLAB中开发运动学模型，并实现控制器软件，规划和插值机器人运动轨迹。这些轨迹计算应用样条插值使用曲线拟合工具箱™．

学生在智能机器人系统课程学习如何使用MATLAB集成传感器和实现机器人控制的图像处理算法。在一项作业中，他们编写了一个MATLAB算法，用于处理来自3D摄像机的数据，并检测放置在摄像机前的长方体、球体和圆柱体。然后，他们使用MATLAB绘图功能来显示对象的模型。

在课程的后期，学生将开发传感器引导机器人运动的控制算法。Stark使用Simu金宝applink^®设计和优化反馈控制系统。

最后，在研究型实验室CIM和机器人，学生与工业伙伴合作，使用MATLAB设计和实现先进的机器人控制系统。

斯塔克的几个导师正在使用MATLAB来完成他们的论文项目。两个人正在研究实时机器人控制系统还有人用MATLAB开发了一个用两条腿走路的机器人。

快速获得编程技能．“MATLAB对学生来说非常容易学习和使用，”Stark说。“我在当地一所中学教青少年用MATLAB编程。甚至这些年轻的学生在一个学期内就能熟练使用MATLAB，并编写程序来帮助其他学生学习负数和矩阵运算。”
开发了可重复使用的机器人控制组件．“使用MATLAB编译器SDK™，我为机器人控制应用程序创建了COM组件，”Stark补充道。“MATLAB编译器SDK使MATLAB软件与c++软件以及使用COM接口的现有软件环境易于集成，并能够开发大规模、结构良好的软件系统。”
学生向行业的过渡有所缓和．斯塔克说:“我的许多学生都在使用MATLAB开发控制软件的公司工作。”事实上，其中一些人被一家领先的德国工业机器人公司聘用。他们说服公司管理层采用MATLAB进行软件控制设计和实现。”

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