Virtual Reality Based Robot Graphic Simulation and Virtual Manufacturing System

University of Huddersfield Repository

Xu, Zhijie, Zhao, Z. X., Wu, M.H., Liao, J. B. and Tian, G.Y.

Virtual Reality Based Robot Graphic Simulation and Virtual Manufacturing System

Original Citation

Xu, Zhijie, Zhao, Z. X., Wu, M.H., Liao, J. B. and Tian, G.Y. (1997) Virtual Reality Based Robot 

Graphic Simulation and Virtual Manufacturing System. In: Proceedings of the 1997 Chinese 

Automation Conference in the UK (CACUK’97). The 1997 Chinese Automation Conference in the 

UK (CACUK’97), UMIST, Manchester. 

This version is available at http://eprints.hud.ac.uk/id/eprint/4435/

The University Repository is a digital collection of the research output of the

University, available on Open Access. Copyright and Moral Rights for the items

on this site are retained by the individual author and/or other copyright owners.

Users may access full items free of charge; copies of full text items generally

can be reproduced, displayed or performed and given to third parties in any

format or medium for personal research or study, educational or not­for­profit

purposes without prior permission or charge, provided:

•

The authors, title and full bibliographic details is credited in any copy;

•

A hyperlink and/or URL is included for the original metadata page; and

•

The content is not changed in any way.

For more information, including our policy and submission procedure, please

contact the Repository Team at: [email protected].

V

V

i

i

r

r

t

t

u

u

a

a

l

l

R

R

e

e

a

a

l

l

i

i

t

t

y

y

B

B

a

a

s

s

e

e

d

d

R

R

o

o

b

b

o

o

t

t

G

G

r

r

a

a

p

p

h

h

i

i

c

c

S

S

i

i

m

m

u

u

l

l

a

a

t

t

i

i

o

o

n

n

a

a

n

n

d

d

V

V

i

i

r

r

t

t

u

u

a

a

l

l

M

M

a

a

n

n

u

u

f

f

a

a

c

c

t

t

u

u

r

r

i

i

n

n

g

g

S

S

y

y

s

s

t

t

e

e

m

m

Z

Z..JJ..XXuu,, ZZ..XX..ZZhhaaoo,,MM..HH..WWuu,,JJ..BB..LLIIAAOOaannddGG..YY..TTIIAANN

S

ScchhoooollooffEEnnggiinneeeerriinngg,,UUnniivveerrssiittyyooffDDeerrbbyy,,

K

KeeddlleessttoonnRRooaadd,,DDeerrbbyy,,DDEE2222 11GGBB,,UUKK

A

A

B

B

S

S

T

T

R

R

A

A

C

C

T

T

T

Thhiiss ppaappeerr rreeppoorrttss rreesseeaarrcchh iinnttoo aann iinntteerrffaaccee bbeettwweeeenn

i

inndduussttrryyrroobboottssaannddVViirrttuuaallRReeaalliittyyssyysstteemmssaannddccrreeaatteessaa

v

viirrttuuaall rroobboottffoorrrroobboottaarrmmssiimmuullaattiioonn,,ccoonnttrroollllaanngguuaaggee

c

coonnvveerrssiioonn,, pphhyyssiiccaall ccoommmmuunniiccaattiioonn,, rroobboott nneettwwoorrkkiinngg

a

anndd tteelleeooppeerraattiioonn ccoonnttrrooll.. TThhee ppaappeerr iiss bbaasseedd oonn aann

i

inntteeggrraatteedd mmaannuuffaaccttuurriinngg nneettwwoorrkkiinngg ssooffttwwaarree wwhhiicchh

i

inncclluuddeess aa PPUUMMAA rroobboott,, aa LLaannssiinngg wweellddiinngg rroobboott,, aanndd

C

CNNCCmmaacchhiinneess..TThheeaaiimmoofftthheerreesseeaarrcchhiissttooccoommbbiinneeVVRR a

anndd rroobbootttteecchhnnoollooggyy ffoorrssyysstteemmtteessttiinngg,,ttoo eessttaabblliisshh VVRR b

baasseedd ssiimmuullaattiioonn wwoorrkksshhoopp ffoorr ddeeffiinniinngg aanndd cchheecckkiinngg

r

roobboottaarrmmmmoovveemmeennttttrraajjeeccttoorryy,,eelliimmiinnaattiinnggtthheecchhaanncceeooff p

pootteennttiiaallccoolllliissiioonn..TThheeppaappeerraallssoopprreesseennttssaassyysstteemmtthhaatt c

caann iinntteerrpprreett tthhee rreeccooggnniisseedd ooppeerraattiioonnss iinnttoo ooppeerraattoorr- -l

leevveellccoommmmaannddssuussiinnggttaasskk--ddeeppeennddeennttiinntteerrpprreettaattiioonnrruulleess

a

anndd aa wwoorrlldd mmooddeell..AA rroobbootteexxeeccuutteesstthheeddeeffiinneedd ttaasskkiinn

t

thheewwoorrkkssppaacceebbyyrreepplliiccaattiinnggooppeerraattoorr’’ssmmoovveemmeennttssiinntthhee

v

viirrttuuaallwwoorrkkssppaaccee..

K

Keeyywwoorrddss:: VViirrttuuaallRReeaalliittyy,,RRoobboottiiccssGGrraapphhiiccSSiimmuullaattiioonn,,

O

Offff--LLiinneePPrrooggrraammmmiinngg,,RRoobboottCCoommmmaannddCCoonnvveerrtteerr..

1

1

.

.

I

I

N

N

T

T

R

R

O

O

D

D

U

U

C

C

T

T

I

I

O

O

N

N

R

Roobboottiiccsstteecchhnnoollooggiieesshhaavveeeemmeerrggeeddaannddaaddoopptteeddffoorrmmoorree

t

thhaann ffoorrttyy yyeeaarrss iinn mmaannuuffaaccttuurriinngg iinndduussttrryy ffoorr vvaarriioouuss

p

puurrppoosseess,,ffrroommmmaatteerriiaallllooaaddiinngg//uunnllooaaddiinngg,,ppaarrttaasssseemmbbllyy t

too wweellddiinngg aanndd mmeeaassuurriinngg.. AAlltthhoouugghh tthhee ttaasskk--lleevveell i

inntteelllliiggeenntt rroobboott hhaass bbeeeenn pprrooppoosseedd aassaanneewwggeenneerraattiioonn r

roobboott,, mmaannyy rroobboottssttaasskk ddiissttrriibbuuttiioonn aanndd ccoonnttrroollssttiillllrreellyy o

onn ssppeecciiaalliisseedd rroobboott ccoommmmaanndd lleevveell llaanngguuaaggee

p

prrooggrraammmmiinngg ((ee..gg..VVAALL IIII)) aanndd sshhoowwiinngg bbyy tteeaacchh--bbooxxeess

[

[11]]..RRoobboottiissaaggeenneerraall--ppuurrppoosseeeeqquuiippmmeenntt,,bbuutttthheeccoonnttrrooll p

prrooggrraammnneeeeddttoobbeecchhaannggeeddwwhheenntthheettaasskkiissuuppddaatteeddFFoorr t

thhee ttrraaddiittiioonnaall hhaarrddwwaarree--rreeqquueesstteedd jjoobb aassssiiggnnmmeenntt m

meetthhooddss,,tthhiissuuppddaattiinnggpprroocceedduurreeccaannoonnllyyhhaappppeennaafftteerrtthhee

p

prreevviioouussjjoobbiisstteerrmmiinnaatteedd..TThhiisssseerriiaallwwoorrkkiinnggmmeecchhaanniissmm i

issiinneeffffiicciieennttbbeeccaauusseeooffiittsshhaarrddwwaarree--oorriieenntteeddaannddddoommaaiinn-

-s

sppeecciiffiicc cchhaarraacctteerriissttiicc.. TThheerree iiss aa ssttrroonngg ddeemmaanndd ooff

s

seeppaarraattiinnggjjoobb tteeaacchhiinngg aannddcchheecckkiinngg ffrroommtthheerreeaall rroobboott e

eqquuiippmmeenntt ooppeerraattiioonn wwhhiicchh hhaass lleedd ttoo tthhee rreesseeaarrcchh e

enntthhuussiiaassmm oonn rroobboott ssyysstteemm ssiimmuullaattiioonn iinn tthhee llaasstt t

twwoo ddeeccaaddeess.. BBeessiiddeess ooff iinndduussttrryy aapppplliiccaattiioonnss,, ootthheerr a

addooppttiioonn ooff rroobboottiiccss tteecchhnnoollooggiieess iinn ssoocciiaall lliivvee aanndd

s

scciieennttiiffiicc rreesseeaarrcchh iiss sshhiiffttiinngg ttoo tthhee ddiirreeccttiioonn ssuucchh aass t

teelleerroobboottiiccssaannddrroobboottnneettwwoorrkkiinngg..TTeelleerroobboottiiccssiissaarreemmoottee m

moonniittoorr aanndd ccoonnttrrooll ssyysstteemm wwhhiicchh hhaass tthhee aabbiilliittyy ttoo

i

inntteerraacctt iinn eennvviirroonnmmeennttss tthhaatt aarree ddiissttaanntt,, ddaannggeerroouuss,, oorr i

innaacccceessssiibbllee bbyy hhuummaannss ffoorr ssppeecciiaall rreeaassoonnss [[11]][[44]].. IInn

c

coonnttrraassttttooccoonnvveennttiioonnaalliinndduussttrryyrroobboott,,tthheepprriimmaarryyggooaallooff t

teelleerroobboottiiccss iiss rreeaall--ttiimmee iinntteerraaccttiivvee ccoonnttrrooll.. OOnnee ooff tthhee d

diiffffiiccuullttiieessoofftteelleerroobboottiiccssiimmpplleemmeennttaattiioonniisstthheeffoorrmmaattiioonn

o

offtthheessyynntthheettiicceennvviirroonnmmeennttoofftthheerreemmootteessiittee..

V

Viirrttuuaall RReeaalliittyy ((VVRR))iiss aa nneewwhhuummaann--ccoommppuutteerr iinntteerrffaaccee t

teecchhnnoollooggyy tthhaatt aaiimmss ttoo pprroovviiddee uusseerrss aa ccoommppuutteerr g

geenneerraatteeddiimmmmeerrssiivveeeennvviirroonnmmeennttwwhheerreeuusseerrssccaann““wwaallkk- -i

inn”” aanndd mmaakkee rreeaall ttiimmee iinntteerraaccttiinngg wwiitthh iittss ccoonntteexxtt aanndd

c

coonntteennttss..TThheeppootteennttiiaall ooffuussiinnggVVRRaassaa ssyynntthheettiiccrroobboott

a

annddootthheerrmmaannuuffaaccttuurriinnggeeqquuiippmmeennttddeessiiggnnaannddssiimmuullaattiioonn

t

toooollsshhaavvee bbeeeenn rreeccooggnniisseedd bbyy bbootthh rreesseeaarrcchh ccoommmmuunniittyy

a

anndd iinndduussttrryy uusseerrss.. FFiigguurree 11 sshhoowwss aa VViirrttuuaall

M

Maannuuffaaccttuurriinngg ((VVMM)) aarrcchhiitteeccttuurree wwhheerree tthhee rroobboott

s

siimmuullaattiioonn iisstthheeppaarrtt ooffiitt..TThheeddeettaaiillssoofftthheerreesseeaarrcchhiiss p

prreesseenntteeddiinntthheeffoolllloowwiinnggsseeccttiioonnss..

2

2

.

.

R

R

E

E

S

S

E

E

A

A

R

R

C

C

H

H

B

B

A

A

C

C

K

K

G

G

R

R

O

O

U

U

N

N

D

D

E

Eiitthheerr ““tteeaacchh bbyy sshhoowwiinngg”” rroobboott oorr ttrraaddiittiioonnaall pprrooggrraamm

c

coonnttrroollrroobboottiisswwoorrkkiinngguunnddeerrtthheeccoonnddiittiioonnooffrreeaallrroobboott

b

beeiinngg ccoonnnneecctteedd,, tthhuuss tthhee ddeessiirreedd ggooaall ppooiinntt ppoossiittiioonn iiss r

reeccoorrddeedd bbyy tteeaacchhiinngg ppeennddaanntt.. TThhee iinnppuutt pprrooggrraamm iiss e

exxeeccuutteeddbbyytthheerroobboottiittsseellffttootteesstttthheeaaccttiioonnppeerrffoorrmmaannccee.. T

Thhiisspphhyyssiiccaalleeqquuiippmmeennttrreellaatteeddmmaanniippuullaattiioonniissssoommeehhooww

t

teeddiioouussaannddrriisskk--ppoosssseesssseedd..

A

Afftteerr ttwweennttyy yyeeaarrssddeevveellooppmmeenntteeffffoorrttss,,rroobboottssiimmuullaattiioonn

t

teecchhnnoollooggiieess hhaass bbeeccoommee mmoorree pprraaccttiiccaall.. RRoobboott

k

kiinneemmaattiiccss,, ddyynnaammiiccss,, ttrraajjeeccttoorryy ggeenneerraattiioonn aanndd ccoonnttrrooll

m

meecchhaanniissmmssiimmuullaattiioonn aanndd aannaallyysseessooffttwwaarree’’ssaarreebbrrooaaddllyy

a

acccceepptteedd bbyy rroobboott mmaannuuffaaccttuurreerrss aanndd uusseerrss,, ee..gg.. I

INNEEFFFFAABBEELLLLEE,, PPLLAACCEE,, RRPPII,, GGRRAASSPP,, IIGGRRIIPP aanndd

R

ROOBBCCAADD [[44]].. VVaarriioouuss rreeaall rroobboott--ffrreeee tteeaacchhiinngg aanndd

p

o

off rroobboott ggrraapphhiicc ssiimmuullaattiioonn.. GGrraapphhiicc ssiimmuullaattiioonn iiss aann i

immppoorrttaannttffeeaattuurreeffoorraaccoommpplleetteerroobboottssiimmuullaattiioonnssyysstteemm..

T

Thheemmaaiinnaaddvvaannttaaggeessooffggrraapphhiiccssiimmuullaattiioonnaarreettoovviissuuaalliissee

r

roobboott ssyysstteemm ssiimmuullaattiioonn rreessuullttss,, rreeaall--ttiimmee iinntteerraacctt wwiitthh c

coommppuutteerr--ggeenneerraatteedd rroobboott iimmaaggee,, aanndd ttoo mmoonniittoorr aanndd

d

diissppllaayy ffeeeeddbbaacckk ssiiggnnaallss ffrroomm pphhyyssiiccaall rroobboott sseennssoorryy s

syysstteemmssuucchhaassvviissiioonnssyysstteemm[[22]][[77]]..BBeessiiddeessbbaassiicc

c

coommppuutteerriimmaaggeepprroocceessssiinngg ffuunnccttiioonnssssuucchh aass ttrraannssllaattiioonn,,

s

sccaalliinngg,, rroottaattiioonn,, rreefflleeccttiioonn aanndd hhiiddddeenn,, aa rroobboott ggrraapphhiicc

s

siimmuullaattiioonnssyysstteemmmmuusstthhaavveetthheeeennhhaanncceedd cchhaarraacctteerriissttiiccss

o

off eeaassiillyy ddeeffiinniinngg wwoorrkkiinngg eennvviirroonnmmeenntt,, ccoonnvveenniieennttllyy c

crreeaattiinngg ssppeecciiffiicceeqquuiippmmeenntt,,cclleeaarrllyyddeessccrriibbiinngg ssiimmuullaattiioonn t

taasskkss,, ffuullllyy ddeetteeccttiinngg ppootteennttiiaall ccoolllliissiioonn,, aanndd 33--DD

a

anniimmaattiioonn..HHoowweevveerr,,pprrooffeessssiioonnaallrroobboottssiimmuullaattiioonnssyysstteemm a

arreemmoossttllyyttaasskkssppeecciiffiiccssooffttwwaarreeppaacckkaaggeesswwiitthhrreessttrriiccttiioonn o

onn ootthheerr uussaaggee,, ffoorr eexxaammppllee,, PPLLAACCEE iissmmaaiinnllyy uusseedd oonn r

roobboottiiccsswwoorrkkcceellllddeessiiggnnaannddRROOBBSSIIMMiissffoorrrroobboottooffff--lliinnee

p

prrooggrraammmmiinngg,, aanndd ssoommee eevveenn hhaass wweellll--eessttaabblliisshheedd

s

sttaannddaarrddffoorrtthheeggrraapphhiiccaallddiissppllaayyddeevviicceess[[44]]..

V

VRR bbaasseedd rroobboott ssiimmuullaattiioonn ssyysstteemm pprroovviiddeess aa ddiiffffeerreenntt a

apppprrooaacchh ffrroomm tthhaatt ooff rroobboott ggrraapphhiiccaall ssiimmuullaattiioonn.. TThhee

s

syysstteemmuusseedd iinn tthhiissrreesseeaarrcchh iiss aa PPCCbbaasseedd VVRRssooffttwwaarree

c

caalllleeddSSuuppeerrssccaappeeVVRRTTaannddSSDDKKpprroodduucceeddbbyySSuuppeerrssccaappee

L

Lttdd..TThheeaaddvvaannttaaggeessooffuussiinnggtthhiissssooffttwwaarreeppaacckkaaggeeiinncclluuddee

i

ittss ssoopphhiissttiiccaattee sshhaappee aanndd wwoorrlldd eeddiittoorr ((oobbjjeecctt aanndd

e

ennvviirroonnmmeenntt ddeeffiinnee ttoooollss)),, bbuuiilltt--iinn ggrraapphhiiccaall iinntteerraaccttiinngg f

fuunnccttiioonnss,, ppeerriipphheerraall ddeevviicceess ccoommmmuunniiccaattiinngg iinntteerrffaaccee,,

r

reeaall--ttiimmee mmuullttii--vviieewwppooiinntt mmaanniippuullaattiioonn ffuunnccttiioonnss (

(iimmmmeerrssiivveeaanndd ““ffllyy””))aannddmmaatthheemmaattiiccaallddeeffiinniittiioonnlliibbrraarryy

f

foorrccoolllliissiioonnddeetteeccttiioonn[[33]][[55]]..TThheessooffttwwaarreeaallssoopprroovviiddeess s

soouunndd eeddiittoorr ffoorrggeenneerraattiinngg oonn--ssiittee33--DDaauuddiitt eeffffeecctt.. TThhee o

otthheerraaiimmooffddeevveellooppiinnggVVRRrroobboottssiimmuullaattiioonnssyysstteemmiissttoo

p

prroovviiddee aa ppllaattffoorrmm ffoorr tthhee ttaasskk--lleevveell iinntteelllliiggeenntt rroobboott

r

reesseeaarrcchh..

3

3

.

.

P

P

R

R

O

O

T

T

O

O

T

T

Y

Y

P

P

E

E

S

S

Y

Y

S

S

T

T

E

E

M

M

S

S

T

T

R

R

U

U

C

C

T

T

U

U

R

R

E

E

A

A

N

N

D

D

D

D

E

E

V

V

E

E

L

L

O

O

P

P

I

I

N

N

G

G

T

T

O

O

O

O

L

L

K

K

I

I

T

T

S

S

G

Geenneerraallllyy,,rroobbootttteeaacchhiinnggmmeetthhooddsshhaavveebbeeeennccllaassssiiffiieeddiinn

t

thhrreeee lleevveellss,, tteeaacchh bbyy sshhoowwiinngg,, ccoonnttrrooll bbyy pprrooggrraammmmiinngg

a

anndd ttaasskk--lleevveell iinntteelllliiggeennttaauuttoo--ccoonnttrrooll bbaasseedd oonn AArrttiiffiicciiaall

I

Inntteelllliiggeennccee((AAII))[[11]]..TThheepprroottoottyyppeessyysstteemmiissddeessiiggnneeddffoorr s

siimmuullaattiinnggrroobboottccoonnttrroolliinntthheelleevveelloofftteeaacchh--ppllaayybbaacckkaanndd

p

prrooggrraammccoonnttrrooll..

3

3..11.. SSyysstteemmssttrruuccttuurreeaannddiinntteeggrraatteeddssttrraatteeggyy

T

ThheeRRoobboottssuusseeddiinntthhiisspprroojjeeccttaarreeUUnniimmaattiioonnpprroodduucceedd

P

PUUMMAA 550000 aasssseemmbbllyy rroobboott aanndd HHIITTAACCHHII CCoo..LLttdd

p

prroodduucceeddwweellddiinnggrroobboottLLAANNSSIINNGGPPWWIIOOIIII..PPUUMMAArroobboott

u

usseeVVAALLIIIIooppeerraattiinngg ssyysstteemm,,wwhhiicchh iissaaccoommppuutteerrbbaasseedd

c

coonnttrroollssyysstteemmaanndd llaanngguuaaggeeddeessiiggnneeddssppeecciiffiiccaallllyyffoorruussee w

wiitthh UUnniimmaattiioonn IInndduussttrryy rroobboottss..AAccoonnvveenniieenntt ffeeaattuurree ooff V

VAALL IIII iiss tthhee aabbiilliittyy ttoo uussee lliibbrraarriieess ooff mmaanniippuullaattiioonn

r

roouuttiinneess.. TThhuuss ccoommpplleexx ooppeerraattiioonnss mmaayy bbee eeaassiillyy aanndd

q

quuiicckkllyy pprrooggrraammmmeedd bbyy ccoommbbiinniinngg pprree--ddeeffiinneedd ssuubbttaasskkss..

VM SYSTEM

• • •

• Product design analysis •

• •

• System modelling • Robot simulation • Virtual plant immersion • Real-time interaction • Final product asscession • Product life span problems

forecasting • etc. Virtual Reality

Environment

Physical Manufacturing Environment

DB Product

design

DB Process planning

DB

Manufactur-ing

DB Production management

DB Cooperation

companies

DB Others

Multiple database management system Virtual Manufacturing

Knowledge Base

Manufacturing Information Supporting System

VM plan implementation

Distributed production and management Virtual company “internal” communication

Real products

Customer order management

DB Customer

orders

A

Ann RRSS--223322 sseerriiaall ppoorrtt oonn RRUUMMAA rroobboott iiss uusseedd ttoo

c

coommmmuunniiccaattee wwiitthh tthhee hhoosstt ccoommppuutteerr.. TThhee kkeeyy ssyysstteemm f

fuunnccttiioonnss aarree rroobboott ccoommmmaanndd ttrraannssffeerr,, ccoonnttrrooll pprrooggrraamm (

(ffiillee)) ttrraannssffeerr aanndd ddiirreeccttllyy ccoommmmuunniiccaattee CCaarrtteessiiaann l

looccaattiioonnsswwiitthhrreeaallrroobboottccoonnttrroolllleerr..

L

LAANNSSIINNGG rroobboott hhaass aa tteeaacchhiinngg ppllaayybbaacckk ssyysstteemmwwhhiicchh u

usseess aa ssiimmppllee sseeqquueennccee ddeessccrriippttiivvee llaanngguuaaggee ffoorr c

coonnttrroolllliinngg tthhee ooppeerraattiioonn sseeqquueennccee.. BBeeccaauussee tthheerree iiss nnoo

r

reeaaddyy--mmaaddeessttaannddaarrddsseerriiaalloorrppaarraalllleellccoommmmuunniiccaattiioonnppoorrtt b

beeiinngg bbuuiilltt iinn LLAANNSSIINNGG rroobboott,, aa sseellff--ddeevveellooppeedd ssiinnggllee-

-w

waayyccoommmmuunniiccaattiioonnddeevviicceessiissuusseeddttoosseett--uupptthheepphhyyssiiccaall l

liinnkk bbeettwweeeenn hhoosstt ccoommppuutteerr aanndd rroobboott ccoonnttrrooll uunniitt,, tthhee

e

emmpphhaassiissee iinn LLAANNSSIINNGG rroobboott ccoonnttrrooll ssiimmuullaattiioonn iiss

f

fooccuusseedd oonn tthheevviirrttuuaallccoonnttrrooll ppaanneellssiimmuullaattiinngg..TThheeccoorree

o

off tthheeeessttaabblliisshheedd ccoommmmuunniiccaattiioonnhhaarrddwwaarreeiissffoorrmmeedd bbyy t

twwoo CCMMOOSS aannaalloogguuee sswwiittcchheess44006677,,wwhhiicchhiissaann IICCtthhaatt c

coonnssiissttss ooffaa1166--cchhaannnneell mmuullttiipplleexxeerr,, ffoouurr bbiinnaarryy ccoonnttrrooll i

innppuuttss aanndd oonnee ccoommmmoonn ppiinn.. EEvveerryy ccoommbbiinnaattiioonn ooff tthhee

i

innppuutt ssiiggnnaallssccaann ddeetteerrmmiinneeaann oouuttppuuttcchhaannnneell ccoonnnneecctteedd

w

wiitthh tthhee ccoommmmoonn ppiinn.. TThhee cciirrccuuiitt bbooaarrdd iiss ddeessiiggnneedd ttoo

a

alllloowwuussiinnggeeaacchhPPCCggeenneerraatteesseerriiaallssiiggnnaall((88ddaattaabbiittss))ttoo

s

seelleecctt ttwwoo oouuttppuutt ppiinnss ((oonnee ffrroomm eeaacchh cchhiipp)).. TThhee ttwwoo

o

ouuttppuuttppiinnssaarreedduuaall--wwaayylliinnkkeeddtthhrroouugghhtthheeccoommmmoonnppiinnss

s

soo tthhaatttthheehhoosstt ccoommppuutteerrccaann iimmiittaatteerroobboottccoonnttrroollppaanneell s

siiggnnaallssaannddccoonnttrroollrroobboottaaccttiivviittiieess..

T

Too ccoommmmuunniiccaattee wwiitthh mmuullttiippllee ppeerriipphheerraall ddeevviicceess,, aann e

eiigghhtt--ppoorrtt iinntteelllliiggeenntt RRSS--223322 iinntteerrffaaccee bbooaarrdd PPCCLL--884444 iiss

i

innssttaalllleedd iinn tthhee hhoosstt ccoommppuutteerr.. AAllll ooff tthhee pphhyyssiiccaall e

eqquuiippmmeenntt aarree lliinnkkeedd wwiitthh tthhee hhoosstt ccoommppuutteerr tthhrroouugghh i

inntteerrffaaccee,, iinncclluuddeess tthheettwwoo rroobboottss,, CCNNCC AAuuddiitt llaatthhee aanndd

B

Brriiddggeeppoorrtt mmiilllliinngg.. TThheehhoosstt ccoommppuutteerr ccaann aallssoo ccoonnnneecctt w

wiitthhnneettwwoorrkksseevveerrttooaannllooccaallnneettwwoorrkkssyysstteemm..

3

3..22.. SSuuppeerrssccaappeeVVRRTTaannddSSDDKK

S

SuuppeerrssccaappeeVVRRTTiissaaVVRRssttuuddiiooffoorrPPCCsstthhaattlleettssuusseerrssttoo

c

crreeaatteerreeaall--ttiimmee33--DD wwoorrllddss..UUsseerrssccaann eeiitthheerrppuubblliisshhoonn t

thhee IInntteerrnneett uussiinngg VViissccaappee oorr ddiissppllaayy oonn tthhee ssttaanndd--aalloonnee

V

ViissuuaalliisseerrppllaattffoorrmmffoorrDDOOSSoorrWWiinnddoowwss..VVRRTTccoonnssiissttssooff

a

asseettooffeeddiittoorrss,,ee..gg..WWoorrllddEEddiittoorr,,SShhaappeeEEddiittoorr,,RReessoouurrccee

E

Eddiittoorr,,wwhhiicchhuusseerrssccaannuusseettooccrreeaatteeaannddddeeffiinneetthheeiirroowwnn v

viirrttuuaallwwoorrlldd,,VVRRTT WWoorrlldd EEddiittoorrccaann ssiimmuullaatteerreeaallwwoorrlldd

p

phhyyssiiccaall cchhaarraacctteerriissttiiccss iinn tteerrmmss ooff ggrraavviittyy,, aanngguullaarr v

veelloocciittyy,, ffrriiccttiioonn aanndd rreessttiittuuttiioonn.. VVRRTT pprroovviiddeess tthhee

S

SuuppeerrssccaappeeCCoonnttrroollLLaanngguuaaggee((SSCCLL))ttooaassssiiggnnbbeehhaavviioouurrss

t

toooobbjjeeccttssiinntthheewwoorrllddaannddppeerrffoorrmmccoommpplleexxaaccttiioonnss..

S

SuuppeerrssccaappeeDDeevveellooppeerrssKKiitt((SSDDKK))lleettssuusseerrssttooccrreeaatteetthheeiirr o

owwnn pprrooggrraammmmoodduulleess tthhaatt ccaann bbee aaddddeedd iinnttoo VVRRTT aanndd

V

Viissuuaalliissee.. TThheessee ccuussttoommiisseedd mmoodduulleess ccaann ppeerrffoorrmm wwiiddee

r

raannggee ttaasskkss ffrroomm ddeessiiggnn uusseerr--ssppeecciiffiicc ddeevviiccee ddrriivveess ffoorr h

haarrddwwaarreeccoonnnneeccttiioonnttoottrraannssffeerrooffSSuuppeerrssccaappeeddaattaattooaanndd

f

frroommddiiffffeerreenntt ffoorrmmaattss.. AAtt iittssmmoosstt bbaassiicclleevveell,,tthheeSSDDKK c

coonnssiissttssooff aa CC mmoodduulleewwhhiicchh aaccttss aassssttaarrtt--uupp ccooddee,,aanndd

h

heeaaddeerrffiilleessttoo ddeeffiinneeffuunnccttiioonnssaanndd vvaarriiaabblleessiinncclluuddeedd iinn

t

thhee AApppplliiccaattiioonn PPrrooggrraamm IInntteerrffaaccee ((AAPPII)).. TThhee ccoommmmoonn

m

meetthhooddssooffddeeffiinniinnggaassppeecciiffiiccvviirrttuuaallwwoorrllddiissuussiinnggVVRRTT

S

SCCLLoorrddiirreeccttmmooddiiffiiccaattiioonnooffddaattaa..

4

4

.

.

S

S

O

O

F

F

T

T

W

W

A

A

R

R

E

E

D

D

E

E

V

V

E

E

L

L

O

O

P

P

M

M

E

E

N

N

T

T

A

A

N

N

D

D

C

C

O

O

N

N

S

S

I

I

D

D

E

E

R

R

A

A

T

T

I

I

O

O

N

N

T

Thhee ssooffttwwaarree ddeevveellooppmmeenntt wwoorrkk iiss iinn tthhrreeee ppaarrttss:: ((11)) v

viirrttuuaall eennvviirroonnmmeenntt ssiimmuullaattiioonn aanndd ddeeffiinniittiioonn,, ((22)) hhoosstt

c

coommppuutteerr iinntteerrnnaall ddaattaa,, ccoommmmaanndd,, ffiillee mmaannaaggeemmeenntt,, t

trraannssllaattiioonn aanndd nneettwwoorrkkiinngg,, ((33)) ccoonnttrrooll ssooffttwwaarree ffoorr p

phhyyssiiccaall eeqquuiippmmeenntt ccoommmmuunniiccaattiioonn aanndd ccoonnttrrooll.. TThhee d

deevveellooppiinngg ttooooll uusseedd iinn tthhee ffiirrsstt ttaasskk aarree VVRRTT SShhaappee E

Eddiittoorr,, WWoorrlldd EEddiittoorr aanndd SSuuppeerrssccaappee CCoonnttrrooll LLaanngguuaaggee (

(SSCCLL))..SSCCLLcchhaannggeessoobbjjeeccttssaattttrriibbuutteessiinntteerrmmssooffppoossiittiioonn,, r

roottaattiioonn,,mmoovveemmeenntt,,aanniimmaattiioonn,,vviissiibbiilliittyy,,ccoolloouurr,,lliigghhttiinngg

a

anndd bbeennddiinngg..IIttaallssoossuuppppoorrttssaawwiiddeevvaarriieettyyooffaaddddiittiioonnaall

m

maatthheemmaattiiccaall aanndd pprrooggrraammmmiinngg ffeeaattuurreess.. UUsseerrss ccaann eevveenn

c

coonnnneeccttwwoorrllddssccrreeaatteeddiinnVVRRTTttooeexxtteerrnnaallpprrooggrraammssuussiinngg

D

DyynnaammiiccDDaattaaEExxcchhaannggee((DDDDEE))lliinnkkssttoopprroovviiddeerreeaall--ttiimmee v

viissuuaall rreepprreesseennttaattiioonn ooff ccoommppuutteerr ddaattaa.. FFoorr tthhee sseeccoonndd

t

taasskk,,aann aattttaacchheedd ddaattaabbaasseemmaannaaggeemmeennttssyysstteemmiissnneeeeddeedd,, O

Obbjjeecctt LLiinnkkeedd aanndd EEmmbbeeddddeedd ((OOLLEE)) aanndd DDyynnaammiiccDDaattaa E

Exxcchhaannggee((DDDDEE))mmeetthhooddssaarreetthheekkeeyytteecchhnniiqquueessuusseeddffoorr c

coonnnneeccttiinngg wwiitthh eexxtteerrnnaall pprrooggrraammss,, SSuuppeerrssccaappee D

Deevveellooppmmeenntt KKiitt ((SSDDKK)) iiss uusseedd ttoo ddeeffiinnee nneeww VVRRTT

f

fuunnccttiioonnss,,ddeettaaiillssaarreeppuubblliisshheeddiinnaasseeppaarraatteeppaappeerr[[66]]..FFoorr t

thhee tthhiirrdd aaiimm,, aa sseett ooff CC ssoouurrccee ccooddee hhaass bbeeeenn

p

prrooggrraammmmeedd.. IItt lliinnkkss aanndd ccaallllss rreeaall pphhyyssiiccaall ssyysstteemm iinn

d

diiffffeerreenntt lleevveellaattrreeqquuiissiitteettiimmee,,ee..gg..PPUUMMAArroobboott ccaann bbee c

coommmmuunniiccaatteeddaannddccoonnttrroolllleeddiinnccoommmmaannddaannddffiilleelleevveellss,, h

hoowweevveerr,,LLAANNSSIINNGGrroobboottccaannbbeeoonnllyyoonneewwaayyccoonnttrroolllleedd

i

innkkeeyybbooaarrddlleevveell..

4

4..11.. VVRRTTbbaasseeddrroobboottssiimmuullaattiioonnaannddffuunnccttiioonnddeeffiinniittiioonnss

E

Evveerryy oobbjjeecctt iinn tthhee VVRR eennvviirroonnmmeenntt iiss bbaasseedd oonn aann

o

orrtthhooggoonnaall ccuubbee,, VVRRTT pprroocceesssseessaallll oobbjjeeccttssaaccccoorrddiinnggttoo

t

thheeppoossiittiioonnaannddssiizzeeoofftthheebboouunnddiinnggccuubbee((oorrssoorrttiinnggaanndd

c

coolllliissiioonn ccuubbooiiddss)) iinn tthhee vviirrttuuaall uunniivveerrssee.. CCuubbeess ccaann bbee r

reellaatteedd ttoo eeaacchh ootthheerr aanndd ccoonnttaaiinneedd wwiitthhiinn aappaarreenntt ccuubbee c

caalllleedd aa ““ggrroouupp”” wwhhiicchh ccaann bbee uusseedd ttoo ssiimmpplliiffyy tthhee c

coonnssttrruuccttiioonnpprroocceessss..EEaacchhoobbjjeeccttuusseessaasshhaappeettooddeeffiinneeiittss p

prrooffiillee..AAsshhaappeeccoonnssiissttssoofftthheeppooiinnttssaannddffaacceettsstthhaattyyoouu

a

arreeccrreeaatteedd iinn tthhee SShhaappee EEddiittoorr,, eenncclloosseedd iinn aa bboouunnddiinngg

c

cuubbee.. EEvveerryy sshhaappeeccaann bbee aassssiiggnneedd ccoolloouurrss,,tteexxttuurreessaanndd

m

moovveemmeennttaattttrriibbuutteessttooaasshhaappeetthhaattaappppllyyttooaalllltthheeoobbjjeeccttss t

thhaatt uussee iitt.. FFiigguurree 22 sshhoowwss aa VViirrttuuaall RRoobboott CCeellll wwiitthh

P

F

Fiigg -- 22 MMuullttii--vviieewwppooiinntt ooff aa vviirrttuuaall rroobboott wwoorrkkcceellll

T

ThheePPUUMMAA 550000rroobbootthhaassssiixxddeeggrreeeessooffffrreeeeddoommaannddaallll r

roottaattiioonn jjooiinnttss.. IInn tthhee VVRR eennvviirroonnmmeenntt,, iitt iissccoonnssttrruucctteedd

w

wiitthh 1100 bbaassiicc oobbjjeeccttss,, ee..gg.. rroobboott bbaassee bblloocckk ((OObbjjeecctt 11)),,

f

foorreeaarrmm ((OObbjjeecctt 55)),, ggrriipp jjaawwss ((OObbjjeecctt 99 aanndd 1100)),, eeaacchh m

moovveeaabblleeoobbjjeecctt ppoosssseessssiinngg iittssoowwnnSSCCLL pprrooggrraamm((ssoommee

s

siimmppllee jjooiinntt mmoovveemmeenntt ccaann bbee ddeeffiinneedd ddiirreeccttllyy uunnddeerr W

Woorrlldd EEddiittoorruussiinnggBBeennddiinnggddeeffiinneeffuunnccttiioonnss)),,EEaacchhSSCCLL p

prrooggrraammccoonnssiissttssooffaalliissttooffccoommmmaannddsstthhaattaarreeeexxeeccuutteedd

i

innoorrddeerr..AAvviirrttuuaallrroobboottccoonnttrroolluunniittiissaallssoossiimmuullaatteedd..IItt i

inncclluuddeessaaccoonnttrroollccoommppuutteerr((CCRRTTaannddkkeeyybbooaarrdd))aannddtthhee

b

baasseeccaabbiinneett..TThheevviirrttuuaallccoommppuutteerrccaannrreecceeiivveessiiggnnaallffrroomm b

bootthhvviirrttuuaallaannddrreeaallrroobboott,,tthheeccoommmmaannddssiinnppuuttbbyyvviirrttuuaall

k

keeyybbooaarrdd ccaann aallssoo ccoonnttrrooll bbootthh oofftthheemm.. TThhee LLAANNSSIINNGG r

roobboott ssiimmuullaattiioonn ccoonnttrrooll iiss bbaasseedd oonn tthhee sseellff--ddeevveellooppeedd

c

coommmmuunniiccaattiioonnmmeecchhaanniissmm,,tthheewwoorrkkiinnggtthheeoorryyiissssttaatteeddiinn

t

thheepprreevviioouusssseeccttoorr..TThheeccoonnttrroollssiimmuullaattiioonn ooffLLAANNSSIINNGG i

issffooccuusseeddoonntthheekkeeyybbooaarrddssiimmuullaattiioonn..

4

4..22.. BBuuiilldd--uupprroobboott aannddhhoossttccoommppuutteerrccoommmmuunniiccaattiioonn

I

Inn tthhee PPUUMMAA rroobboott tthheerreeeexxiissttss aa bbuuiilltt--iinn 1100--ppiinn DDIINN R

RSS--223322ppoorrtt..TThheehhaarrddwwaarreelliinnkkaaggeebbeettwweeeenntthheerroobboottaanndd

t

thhee hhoosstt ccoommppuutteerr iiss bbaasseedd oonn tthhee sseerriiaall ppoorrtt

c

coommmmuunniiccaattiioonnrruulleess..TThheessiiggnnaallffoorrmmaattiisssseettoonn99660000bb//ss,, n

noonneeppaarriittyy bbiitt,,88 ddaattaabbiittssaanndd 11 ssttoopp bbiitt,,tthheeppiinnssuusseedd

h

heerree aarree TTxx,, RRxx,, aanndd GGNNDD.. TThhee ttrraannssppoorrtt sseeqquueennccee iiss f

foolllloowweeddiinn aaddiiaalloogguueemmooddee,,hhaannddsshhaakkiinnggssiiggnnaallssaarreennoott

u

usseedd.. TThhee ccoommmmuunniiccaattiioonn ssooffttwwaarree iiss pprrooggrraammmmeedd iinn CC c

cooddee..IIttffiirrssttcchheecckktthheeiinnssttaallllaattiioonnssttaattuussoofftthheemmuullttii--ppoorrtt

P

PCCLL--884444 bbooaarrdd aanndd tthheenn tthhee ppooiinntteedd ppoorrtt.. TTaasskk--ssppeecciiffiicc f

fuunnccttiioonnss wwiitthh tthhee ccoommmmuunniiccaattiioonn bbooaarrdd aarree uusseedd iinn tthhee p

prrooggrraammttoocchheecckktthheerreettuurrnnvvaalluueess..IIfftthheessttaatteeiissccoorrrreecctt,, t

thheenn tthheepprrooggrraammwwiillll ttrryy ttoo rreeaadd tthhee ssiiggnnaallssffrroommrroobboott

c

coonnttrroolluunniitt..IIfftthheeyyaarreeaavvaaiillaabbllee,,tthheeccoonnttrroollpprrooggrraammwwiillll

r

reeaadd aanndd ssaavvee tthheemm iinnttoo tthhee pprree--ddeeffiinneedd hhoosstt ccoommppuutteerr b

buuffffeerr..IInntthheenneexxttsstteepp,,uusseerrssccaannrreeaadd tthheemmeessssaaggeeffrroomm

t

thheebbuuffffeerraannddddeecciiddeewwhhiicchhccoommmmaannddiissttoobbeesseennttoouuttttoo

t

thhee rroobboott.. TThhee pprrooggrraamm iiss ddeessiiggnneedd ttoo ssuuppppoorrtt bbootthh

c

coommmmaanndd aanndd ffiilleelleevveellssccoommmmuunniiccaattiioonn,,wwiitthh tthheeaabbiilliittyy

o

off ttrraannssffeerrrriinngg ssppaaccee ppooiinntt rreeccoorrddss aanndd jjooiinntt aarrmmss i

innffoorrmmaattiioonnttooootthheerrccaallccuullaattiioonnpprrooggrraammss..TThheeLLAANNSSIINNGG r

roobboottPPWWIIOOIIII,,pprroodduucceeddbbyyHHIITTAACCHHIIiinn11997700ss,,ddooeessnnoott

h

haavvee rreeaaddyy--mmaaddee ccoommmmuunniiccaattiioonn ppoorrtt wwiitthh eexxtteerrnnaall

c

coommppuutteerrss.. TThhee pphhyyssiiccaall hhaarrddwwaarreelliinnkkaaggeeiiss bbaasseedd oonn aa c

cuutt--ooffff 5500--ppiinn kkeeyybbooaarrdd ccoonnttrrooll ppoorrtt.. AA sseerriiaall//ppaarraalllleell

c

coonnvveerrtteerr,,aasseellff--ddeevveellooppeedd ssiiggnnaallpprroocceessssiinnggbbooaarrdd aannddaa s

swwiittcchh bbooaarrdd aarree tthhuuss eemmppllooyyeedd ttoo ffoorrmm tthhee lliinnkk.. TThhee c

coonnttrrooll pprrooggrraamm iiss ddeessiiggnneedd ttoo rreeccooggnniissee tthhee uusseerrss’’ c

coommmmaannddiinntthheeffoorrmmooffAASSCCIIIIccooddee,,eeaacchhccooddeeccoonnssiisstteedd

b

byy88bbiinnaarryybbiittss((hhiigghh--lloowwlleevveellssiiggnnaall)),,tthhee44hhiigghhddaattaabbiittss (

(DD77~~DD44)) aanndd 44 llooww ddaattaa bbiittss ((DD33~~DD00)) bbeeiinngg uusseedd

i

innddeeppeennddeennttllyy ttoo ccoonnttrrooll tthhee ttwwoo IICC 44006677 cchhiippss oonn tthhee s

siiggnnaall pprroocceessssiinngg bbooaarrdd.. TThhee oouuttccoommee iiss tthhaatt eeaacchh

L

LAANNSSIINNGG rroobboott ccoonnttrrooll kkeeyybbooaarrdd bbuuttttoonn hhaass aa ssppeecciiffiicc A

ASSCCIIIIccooddeettoo rreefflleecctt..AAvviirrttuuaall kkeeyybbooaarrdd iissddrraawwnnuuppoonn

t

thheeoouuttccoommee,,tthheehhoossttccoommppuutteerriinnppuuttddeevviiccee((aammoouussee))iiss t

tooooppeerraatteetthheevviirrttuuaallkkeeyybbooaarrddiinntthheepprroottoottyyppeessyysstteemm,,tthhee L

LAANNSSIINNGGrroobboottccaannbbeeddrriivveennffrroommtthheevviirrttuuaallkkeeyybbooaarrdd

a

anndd ddeemmoonnssttrraattee ““tteeaacchh--aanndd--rreeppeeaatt”” bbeehhaavviioouurr.. IInn tthhee d

deevveellooppeedd ssooffttwwaarree,, tthhee RRSS--223322 ppoorrtt bbaasseedd sseerriiaall

c

coommmmuunniiccaattiioonn bbeettwweeeenn AAuuddiitt LLaatthhee,,BBrriiddggeeppoorrttMMiilllliinngg

a

annddhhoossttccoommppuutteerraarreeaallssootteesstteedd..

4

4..33.. RRoobboott ccoonnttrrooll ccoommmmaanndd iiddeennttiiffiiccaattiioonn aanndd

t

trraannssllaattiioonn

I

Inn tthhiissssyysstteemm,, aa rroobboott ccoonnttrrooll ccoommmmaanndd iiddeennttiiffiiccaattiioonn

a

anndd ttrraannssllaattiioonn mmeecchhaanniissmmiiss uusseedd ffoorr iiddeennttiiffyyiinngg vviirrttuuaall

r

roobboott mmoovveemmeenntt,, cchheecckkiinngg tthhee ggeenneerraatteedd ttrraajjeeccttoorryy,, t

trraannssllaattiinnggtthheevviirrttuuaallrroobboottccoonnttrroollpprrooggrraammssffrroommSSCCLLttoo

V

r

reeccooggnniissaabbllee ffoorrmmaatt..IItt aallssooddeeaallsswwiitthh tthheessiiggnnaallssccaauugghhtt b

byyvviissiioonn,,ttoouucchh,,oorrootthheerrsseennssoorryyeeqquuiippmmeenntt..

T

Taabbllee -- 11 sshhoowwss tthhee ffoorrmmaatt ooff PPUUMMAA rroobboott ccoonnttrrooll p

prrooggrraamm VVAALL IIII aanndd tthhee vviirrttuuaall rroobboott ccoonnttrrooll SSCCLL p

prrooggrraamm..WWhheenntthheepprrooggrraammbbeeiinnggeexxeeccuutteedd,,iittccoonnttrroollsstthhee

r

roobboottaarrmmttooooppeennggrriippppeerr,,mmoovveettootthheepprree--rreeccoorrddeeddssppaaccee

p

poossiittiioonnpp11aattooffffsseettaalloonnggzz--aaxxiissbbyy110000mmmm,,tthheennrreeaacchhttoo

t

thheeppooiinnttaannddcclloosseeggrriippppeerr,,mmoovveebbaacckkaalloonnggtthheeccuurrrreennttzz-

-a

axxiissooff110000mmmm,,ffiinnaallllyy,,ffiinniisshhwwoorrkkaannddbbaacckkHHOOMMEEppooiinntt..

V

VAALL IIII PPrroogrgraamm SCSCLL PPrrooggrraamm

E

EXX PPRROOGG11 iiff((aaccttiivvaattee((mmee,,00))))

O

OPPEENNII mmoovveettoo((xx,,yy,,zz,,oobbjjeecctt((99))));;

m

moovveettoo((xx,,yy,,zz,,oobbjjeecctt((1100))));; A

APPPPRROOPP11BBYY110000 mmoovveebbyy((xx,,yy,,zz,,oobbjjeecctt((22))));;

m

moovveebbyy((xx,,yy,,zz,,oobbjjeecctt((44))));;

m

moovveebbyy((xx,,yy,,zz,,oobbjjeecctt((55))));;

D

DEELLAAYY00..0011 wwaaiitt((1100000000));; M

MOOVVEESSPP11 mmoovveebbyy((xx,,yy,,zz,,oobbjjeecctt((44))));;

m

moovveebbyy((xx,,yy,,zz,,oobbjjeecctt((55))));;

D

DEELLAAYY00..0011 wwaaiitt((1100000000));; C

CLLOOSSEEII mmoovveettoo((xx,,yy,,zz,,oobbjjeecctt((99))));;

m

moovveettoo((xx,,yy,,zz,,oobbjjeecctt((1100))));; D

DEELLAAYY00..0011 wwaaiitt((1100000000));; D

DEEPPAARRTT110000 mmoovveebbyy((xx,,yy,,zz,,oobbjjeecctt((44))));;

m

moovveebbyy((xx,,yy,,zz,,oobbjjeecctt((55))));;

M

MOOVVEEHHOOMMEE mmoovveebbyy((xx,,yy,,zz,,oobbjjeecctt((22))));;

m

moovveebbyy((xx,,yy,,zz,,oobbjjeecctt((44))));;

m

moovveebbyy((xx,,yy,,zz,,oobbjjeecctt((55))));;

m

moovveebbyy((xx,,yy,,zz,,oobbjjeecctt((66))));;

R

REETTUURRNN rreettuurrnn((00));;

T

Taabbllee -- 11 VVAALL IIII aanndd SSCCLL llaanngguuaaggee ffoorrmmaatt

F

Frroommtthheettaabbllee,,iittiissoobbvviioouusstthhaatttthheerreeiissnnoossiimmpplleeoonnee--ttoo-

-o

onneerreellaattiioonnsshhiippbbeettwweeeennttwwooccoolluummnnss,,iinnffaacctteeaacchhoofftthhee

r

roobboott mmoovveemmeenntt iinn tthhee vviirrttuuaall eennvviirroonnmmeenntt iiss oobbjjeecctt-

-s

sppeecciiffiieedd wwhhiicchh iiss iinnddeeppeennddeenntt ffrroomm ootthheerr oobbjjeeccttss.. TThhiiss

r

reeqquuiirreessaaccoonnssiiddeerraabblleelloonnggSSCCLLccooddeeaannddeexxeeccuuttiinnggttiimmee

t

too ddeeffiinnee aa jjooiinntt mmoovveemmeenntt..TThheeaannootthheerr pprroobblleemmiisstthhee

d

diiffffeerreenntt ccoooorrddiinnaattee ccoonnvveerrssiioonn,, iinn tthhee vviirrttuuaall rroobboott c

coonnttrrooll,, tthheerree aarree ttwwoo ccoooorrddiinnaattee ssyysstteemm uusseedd,, SSCCLL f

fuunnccttiioonnmmoovveettoo(())uusseesstthheeccoooorrddiinnaatteevvaalluueessrreessppeeccttiivveettoo

t

thhee oorriiggiinnaall xx,, yy,, zz aaxxeess ooff tthhee vviirrttuuaall wwoorrlldd,, hhoowweevveerr,,

f

fuunnccttiioonnmmoovveebbyy(())uusseesstthheevvaalluueessrreellaattiivveettootthheeoobbjjeecctt’’ss

p

paarreenntt..TThheerreeffoorree,,ttooffrreeeerreeaall rroobboottccoonnttrroolluunniittmmeemmoorryy a

annddhhaarrddddiisskkaannddggeenneerraatteetthheerreeaallssppaacceeppooiinnttccoooorrddiinnaattee

f

frroommtthheehhoossttccoommppuutteerr,,tthheeccoooorrddiinnaatteettrraannssffeerraallggoorriitthhmm h

hoollddss aa kkeeyy ssoolluuttiioonn.. IItt iiss ffoouunndd tthhaatt ttoo aacchhiieevvee rroobboott c

coommmmaanndd ttrraannssllaattiioonn aanndd ccoooorrddiinnaattee ccoonnvveerrssiioonn,, SSCCLL f

fuunnccttiioonnssaarreeffaarr ffrroommssuuffffiicciieenntt,,aaccoommpplleetteesseett ooffrroobboott

s

syysstteemmssiimmuullaattiioonnffuunnccttiioonnssaarreenneeeeddeedd..NNeewwffuunnccttiioonnssaarree t

thheerreeffoorreepprrooggrraammmmeeddaannddtteesstteedd..

5

5

.

.

C

C

O

O

N

N

C

C

L

L

U

U

S

S

I

I

O

O

N

N

T

Thhiiss ppaappeerr pprreesseennttss aa rroobboott ggrraapphhiiccssiimmuullaattiioonn aapppprrooaacchh

u

ussiinngg VViirrttuuaall RReeaalliittyy tteecchhnnoollooggyy..AAggeenneerraallVVRRssooffttwwaarree S

SuuppeerrssccaappeeVVRRTTaannddiittssuusseerrddeevveellooppiinnggttoooollkkiittssSSDDKKaarree a

addoopptteedd iinn tthheepprroottoottyyppeessyysstteemm..IIttrreevveeaallsstthheeppoossssiibbiilliittyy

o

offuussiinnggVVRRwwoorrlldd eeddiittoorrssttooddeeffiinneeaassppeecciiffiiccssiimmuullaattiinngg

e

ennvviirroonnmmeenntt..TThheeddeevviicceess,,tthheebbuuiilltt--iinn ccoolllliissiioonnddeetteeccttiioonn

a

anndd ccoooorrddiinnaatteettrraannssllaattiioonnffuunnccttiioonnsspprroovviiddeessaassiimmpplliiffiieedd

c

coolllliissiioonn ddeetteeccttiioonn aallggoorriitthhmm aanndd ccoooorrddiinnaattee ttrraannssiittiioonn

m

meetthhoodd..TThheeddeevveellooppeeddhhaarrddwwaarreeccoommmmuunniiccaattiioonniinntteerrffaaccee a

anndd iittss ssooffttwwaarree rroobboott ccoommmmaanndd ccoonnvveerrtteerr pprroovviiddeerr tthhee f

feeaassiibbiilliittyyooffVVRRbbaasseeddtteelleerroobboottiiccssccoonnttrroollaanndd ccoommppuutteerr i

inntteeggrraatteedd VViirrttuuaall MMaannuuffaaccttuurriinngg.. AA WWWWWW bbaasseedd

n

neettwwoorrkkeeddVVRRwwoorrllddiissuunnddeerriinnvveessttiiggaattiioonnaannddtthheeiiddeeaaooff I

Inntteerrnneett ssuuppppoorrtteedd VViirrttuuaall CCoorrppoorraattiioonn ffoorrmmiinngg iiss ttoo bbee e

exxpplloorreedd.. HHoowweevveerr,, tthhee pprroottoottyyppee ssyysstteemm eexxppoosseess tthhee d

diilleemmmmaaooffkkeeeeppiinnggbbaallaanncceebbeettwweeeenntthheeddeettaaiilllleevveelloofftthhee s

siimmuullaatteedd eennvviirroonnmmeennttaannddtthhee““rreeaalliittyy””ooffiitt..AAccoommpplleettee m

maannuuffaaccttuurriinnggeeqquuiippmmeennttlliibbrraarryyiissaallssoopprroovveenniimmppoorrttaanntt

i

innmmaannuuffaaccttuurriinnggaapppplliiccaattiioonnss..

R

R

E

E

F

F

E

E

R

R

E

E

N

N

C

C

E

E

1

1..CCRRAAIIGG..JJ..JJ,,11998899,,IInnttrroodduuccttiioonnttoorroobboottiiccss::mmeecchhaanniiccss a

annddccoonnttrrooll,,IISSBBNN00--220011--0099552288--99.. 2

2..EEAARRNNSSHHAAWW,, RR..AA..,, GGIIGGAANNTTEE,,MM.. AA..aanndd JJOONNEESS,, H

H..,,11999933,,VViirrttuuaallRReeaalliittyySSyysstteemm,,IISSBBNN00--1122--222277774488- -1

1,,AAccaaddeemmiiccPPrreessss..

3

3.. SSuuppeerrssccaappee CCoommppaannyy,, 11999966,, VVRRTT 55 UUsseerr GGuuiiddeeaanndd

S

SDDKKRReeffeerreenncceeMMaannuuaall.. 4

4..SSHHUUNN,,ZZ..QQ..,,11999955,,RRoobboottiiccSSyysstteemmSSiimmuullaattiioonnaannddIIttss A

Apppplliiccaattiioonnss,, TThhee CChhiinneessee JJoouurrnnaall ooff SSyysstteemm

S

Siimmuullaattiioonn,,VVooll..77,,NNoo..33,,SSeepptteemmbbeerr11999955..

5

5..VVIINNCCEE,,JJ..,,11999955,,VViirrttuuaallRReeaalliittyySSyysstteemm,,IISSBBNN00--220011- -8

877668877--66,,AAddddiissiioonn--WWeesslleeyyPPuubblliisshhiinnggCCoommppaannyy..

6

6.. XXUU,, ZZ.. JJ,,.. ZZhhaaoo,, ZZ.. XX,, aanndd BBAAIINNEESS,, RR.. WW..,, 11999977,, M

Maannuuffaaccttuurriinngg KKnnoowwlleeddggee AAccqquuiissiittiioonn aanndd DDaattaabbaassee M

Maannaaggeemmeenntt UUssiinngg VViirrttuuaall RReeaalliittyy TTeecchhnniiqquueess,, TThhee 3

322nnddIInntteerrnnaattiioonnaallMMAATTDDOORRCCoonnffeerreennccee.. 7

7.. YYUU,, JJ.. SS.. aanndd SSHHUUNN,, ZZ.. QQ,, 11999955,, RRoobboott ssyysstteemm

g

grraapphhiiccaall ssiimmuullaattiioonn,, TThheeCChhiinneessee JJoouurrnnaall ooff SSyysstteemm

S