《機器人仿真與編程技術》主要分為三篇，第一篇介紹了基於MATLAB機器人工具箱的機器人仿真，第二篇介紹了三款常用的機器人仿真軟件，第三篇介紹了機器人操作繫統（Robot Operating System，簡稱ROS）的基礎和應用。 《機器人仿真與編程技術》中所使用的工具包括了MATLAB/SIMULINK、幾款常用的機器人仿真軟件、機器人操作繫統(ROS)。這些工具一方面可以用於機器人學的理論知識進行實際驗證與研究，另一方面用於對機器人的設計、仿真與測試。同時，這些工具大多具有開源的特點，而且它們相互之間有方便快捷的接口，能夠發揮各自的優勢，實現*強大的仿真、編程功能。如今，這些仿真工具都已廣泛應用於機器人設計、研發和科學研究等方面，尤其是機器人操作繫統越來越成為機器人領域中重要的應用繫統。

在機器人的科研與工業應用中，機器人仿真與編 程技術發揮著無可替代的作用，因為它一方面能夠對 機器人控制算法進行檢驗測試，另一方面給機器人的 研發與測試提供一個無風險且穩定的平臺。 楊辰光、李智軍、許揚編著的《機器人仿真與編 程技術》主要內容分為三部分，分別介紹了基於 MATLAB機器人工具箱的機器人仿真、3款常用的機器 人仿真軟件、機器人操作繫統（Robot Operating System，ROS)的基礎和應用。本書所使用的工具包括 MATLAB、Simulink、3款常用的機器人仿真軟件和機 器人操作繫統。 本書配套資源豐富，適合作為教材或教輔，也適 合各階層的機器人開發人員和機器人愛好者閱讀。

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第一篇 基於MATLAB工具箱的機器人仿真
第1章 機器人學與MATLAB機器人工具箱
1.1 MATLAB機器人工具箱的下載與安裝
1.2 機器人學的數學基礎
1.2.1 三維空間中的位置與姿態
1.2.2 坐標變換
1.2.3 姿態的其他表示方法
1.2.4 具體例子的應用
1.3 機器人運動學
1.3.1 機械臂及運動學
1.3.2 DH參數法
1.3.3 機器人正運動學
1.3.4 機器人逆運動學
1.3.5 機器人的瞬態運動學
1.3.6 具體例子的應用
1.3.7 機器人工具箱的Link類
1.3.8 機器人工具箱的SerialLink類1
1.4 機器人動力學
1.4.1 機器人動力學概述
1.4.2 機器人動力學方程的建立方法
1.4.3 狀態空間方程
1.4.4 正向動力學
1.4.5 機器人工具箱的SerialLink類2
1.5 機器人的運動軌跡
1.5.1 運動軌跡問題
1.5.2 關節空間的規劃方法
1.6 機械臂關節控制
1.6.1 機器人控制繫統的構成
1.6.2 Simulink機器人模塊
1.6.3 機器人的單關節控制
1.6.4 機器人的多關節控制
1.7 其他基於MATLAB的機器人工具箱
1.7.1 Kuka控制工具箱(KCT)的介紹與測試
1.7.2 其他機器人工具箱
本章小結
參考文獻
第2章 MATLAB機器人工具箱的應用
2.1 基於學習算法的機器人觸覺識別算法研究
2.1.1 引言
2.1.2 背景
2.1.3 算法設計
2.1.4 實驗設計
2.1.5 實驗與結果
2.2 基於波動變量和神經網絡的遠程控制繫統
2.2.1 引言
2.2.2 遠程操作繫統的數學模型
2.2.3 基於波動變量的神經控制設計
2.2.4 實驗設計
2.2.5 仿真實驗
2.3 開發混合運動捕捉方法使用MYO手環應用於遠程操作
2.3.1 引言
2.3.2 設計方法
2.3.3 仿真繫統設計
2.3.4 仿真實驗
2.4 基於自適應參數識別的Geomagic Touch X觸覺裝置運動學建模
2.4.1 引言
2.4.2 建模步驟
2.4.3 仿真設計
2.4.4 實驗和仿真
2.4.5 可視化運動學模型與工作空間識別
2.5 復雜擾動環境中的新型機械臂混合自適應控制器
2.5.1 引言
2.5.2 控制問題
2.5.3 自適應控制
2.5.4 仿真
2.5.5 實驗設計
2.5.6 實驗與結果
本章小結
參考文獻
第二篇 機器人仿真軟件的基礎與應用
第三篇 機器人操作繫統基礎與應用

第3章VREP在機器人仿真中的應用 3.1VREP簡介及安裝 3.1.1VREP的簡介 VREP (英文全稱為Virtual Robot Experimentation Platform)是一款開源的機器人仿真軟件，它可以創建、組成虛擬機器人並進行仿真。因為VREP具有多種類型的功能與特性，豐富的應用編程接口，所以也被稱為機器人仿真器中的“瑞士軍刀”。作為一款機器人仿真軟件，VREP可用於快速算法開發、工廠自動化仿真、快速原型設計和驗證、與機器人相關的教學、遠程監控、產品的安全檢測等任務。
3.1.2VREP的特性 VREP有以下幾種主要的特性： (1) VREP支持Windows、MacOS、Linux三種操作繫統。
(2) VREP使用集成開發環境，並基於分布式控制體繫結構。因此，每個對像/模型可以通過嵌入式腳本、插件、附加組件、ROS節點、遠程客戶端應用編程接口或自定義的解決方案，單獨地被控制。
(3) 控制器可用C/C++、Python、Java、Lua、MATLAB、Octave或者Urbi等編程語言編寫。
(4) VREP中具有4個物理引擎： Bullet physics library、Open Dynamics Engine (ODE)、Vortex Dynamics和Newton Dynamics。其中Bullet引擎提供了Bullet 2.78和Bullet 2.83兩個版本的物理引擎。
(5) VREP具有五種主要的計算模塊： 正向和逆向運動學模塊、動力學或物理模塊、路徑規劃模塊、踫撞檢測模塊、*小距離計算模塊。
3.1.3VREP的安裝 本書選擇了Proedu中的Windows版本，將安裝包下載至本地電腦中。雙擊安裝程序可進入安裝界面。VREP的安裝步驟相對簡單，隻需按照它的提示，選擇Yes或Next即可完成安裝過程。
一般來說，安裝步驟對應於以下界面： Welcome界面(見圖31)，License Agreement界面， Set Program Shortcuts界面，Confirm Setup Settings界面，Copying Files界面，Setup Complete界面。
圖31VREP的安裝界面——Welcome界面 這裡，需要注意以下三點： (1) 如果計算機本身已安裝VREP。在重新安裝新版本的VREP時，它會提示“是否卸載掉已安裝的VREP”，再進行重裝。
(2) 安裝VREP的默認路徑為C:＼Program Files (x86)＼VREP3＼VREP_PRO_EDU，用戶無法進行*改。
(3) 安裝完畢後，會彈出對話窗口，詢問是否要安裝Visual Studio 2010。如果計算機本身沒有Visual Studio 2010，應按照它的提示單擊Yes，讓繫統自動安裝。接下來，它會提示是否對Microsoft Visual C++2010 x86 Redistributable進行修復或卸載。這些需要根據用戶計算機本身的需求進行合理的選擇。
3.2VREP的用戶界面及位姿操作 啟動VREP應用程序時,計算機(Windows繫統)將會自動創建一個控制臺窗口，隨後將控制臺窗口自動隱藏(這種默認隱藏控制臺窗口的配置可以在用戶設定對話框中*改)。控制臺窗口僅用於輸出信息，例如表示插件是否安裝成功。正常啟動後VREP會初始化一個默認的場景，如圖32所示，場景周圍分布著應用欄、菜單欄、工具欄、模型瀏覽器等窗口部件。
圖32VREP的主界面 3.2.1控制臺窗口 控制臺窗口(console window)不是交互式的，如圖33所示，僅用於輸出信息，其功能是顯示所加載的插件和告知用戶初始化過程是否成功。用戶可以使用Lua打印命令(從腳本中)直接輸出信息到控制臺窗口。使用插件中的C printf或std :: cout命令也可將信息輸出到控制臺窗口。除此之外，用戶可以以編程的方式創建輔助控制臺窗口以顯示對實例進行仿真時特定的信息。
圖33控制臺窗口 在Windows繫統中： 當VREP應用程序啟動時，將創建一個控制臺窗口，但會再次直接隱藏。隱藏控制臺窗口的默認配置可以在用戶設置對話框中*改。
在Linux繫統中： VREP需要從控制臺啟動，它在VREP整個運行的過程中保持可見。
在MacOSX繫統中： *好是從終端啟動VREP，以使消息可見。
3.2.2對話框 在應用程序窗口旁邊，用戶還可以通過調整對話框(dialogs)設置或參數來編輯場景與場景交互。每個對話組合一組相關函數或適用於同一目標對像的函數。由於多種原因，例如對像被選擇為不同的狀態，對話框的內容可能是上下文不相互關聯的，需要用戶加以區分。
3.2.3應用程序窗口 應用程序窗口(application window)是應用程序的主窗口。它用於顯示、編輯、仿真和與場景交互。當在應用程序窗口中激活時，鼠標左鍵、鼠標按鈕、鼠標滾輪以及鍵盤具有特定的功能。在應用窗口內，輸入設備(鼠標和鍵盤)的功能將根據上下文或激活位置而變化。
1. 應用程序欄 應用程序欄(application bar)給出了以下幾點信息： VREP副本的許可證類型、當前正在顯示的場景的文件名、一個渲染通道(一個顯示通道)使用的時間和仿真軟件的當前狀態(仿真狀態或當前使用的編輯模式類型)。此外，還可以通過拖動VREP相關的文件到應用程序欄或應用程序窗口範圍內的任意位置，將文件加載到當前的場景中。支持的文件包括“* .ttt”files(VREP場景文件)，“* .ttm”文件(VREP模型文件)和“* .ttb”。
2. 菜單欄 菜單欄(menu bar)可以訪問VREP中所有的功能。如圖34所示，其中File欄目可用於文件的建立和保存，或者對利用3DMAX、Soildworks等軟件建立的模型進行加載； Edit欄目主要用於對場景對像進行編輯； Add欄目主要用於在場景中添加對像； Simulation欄目主要用於對VREP仿真的設置和控制； Tools欄目主要用於對用戶界面窗口的啟用和關閉； Plugin欄目和Addons欄目分別與兩種編程方法有關： 插件和附加組件； 通過Help欄目可以直接訪問VREP自帶的用戶手冊、版本信息等。
圖34菜單欄目及File欄目展開後顯示的功能 3. 工具欄 工具欄(toolbars)如圖35所示，它分為兩個欄目，其中工具欄1位於菜單欄下方，工具欄2位於模型瀏覽器的左邊。工具欄1主要用於編輯模型及場景、設置仿真參數和控制仿真過程。其中包括了對場景視角的旋轉、放大和縮小； 對模型在三維空間中的移動與旋轉； 對模型進行裝配與拆卸； 控制模型仿真運行、暫停與結束停止(包括仿真速度的選擇)。工具欄2包含對仿真參數的設置，腳本的插入與設置，路徑點的規劃、計算模塊的啟用與設置，自定義用戶界面的編輯等。總體而言，工具欄包括了VREP中所有工具功能。
圖35工具欄 4. 模型瀏覽器 仿真瀏覽器以文件夾的形式呈現，位於VREP主界面的左邊，如圖36所示，文件中包含了VREP中所有的模型，選擇其中一個文件夾，模型瀏覽器的下方將會顯示出文件夾內所有模型的預覽縮略圖及名稱。模型瀏覽器中所有的模型都存放在VREP安裝文件夾的相對路徑： ...＼VREP3＼VREP_PRO_EDU＼models中，模型文件的擴展名為.ttm。VREP默認的模型包含了交通工具模型，人體模型，可移動的機器人模型和不可移動的機器人模型等。
使用這些程序提供的模型**簡單，隻需要用鼠標拖拽模型的預覽縮略圖到空白的場景中，場景將會自動加載相關的模型，以供用戶下一步的使用。其中，有些模型已經包含了可執行的腳本，單擊“仿真”按鈕可以看到默認的仿真結果。
圖36模型瀏覽器 5. 場景層次結構 場景層次結構(scene hierarchy)顯示了一個場景的所有內容，即場景中的所有場景對像。它用類似樹的層次結構顯示了場景中的每個元素,而這些元素都能夠被展開或折疊。可以通過鼠標雙擊一個場景對像的名稱，修改對像名稱，修改之後單擊Enter按鈕進行保存。場景對像名稱前面的圖形代表了場景對像的類型，雙擊這些圖形可以打開場景對像屬性編輯框。
如圖37所示，將d12機器人加載到場景中，在場景層次結構窗口也將自動加載它的層次結構。可以看出，d12機器人主要由它的主體、緩衝器、輪子等部分構成，其中還添加了攝像頭、力傳感器，而且這裡所有的元素都按照一定的結構進行排列組合。在VREP中，場景對像與場景對像之間通過Edit欄的object parent形成層次等級(這種層次等級關繫的正確組合對於一個完整模型的搭建十分重要)。
圖37dr20模型及其層次結構 6. 其他用戶界面 信息文本在仿真時將會被自動加載，它記錄了仿真時的有關數據； 狀態欄在仿真時會顯示仿真過程的信息，如果相關代碼存在漏洞，也將會在這裡給出相關提示； 彈出窗口會在單擊鼠標右鍵時彈出，使用它可以方便快捷地添加場景模型和編輯場景。
頁面(page)： 每個場景可以包含*多8個頁面，每個頁面可以包含無限數量的視圖。頁面可以看作是視圖的容器。
視圖(view)： 頁面中可以包含無限數量的視圖。視圖用於顯示可視對像(例如相機、圖形或視覺傳感器)看到的場景(其本身包含環境和對像)。
信息文本(information text)： 信息文本顯示與當前對像/項目選擇以及仿真運行時的狀態或參數相關的信息。文本顯示可以通過頁面左上方兩個小按鈕的其中一個進行切換。另一個按鈕可用於切換白色背景，根據場景的背景顏色提供*好的對比度。
狀態欄(status bar)： 狀態欄顯示與執行的操作、命令有關的信息，並顯示來自Lua解釋器的錯誤消息。在腳本中，用戶還可以使用simAddStatusbarMessage函數將字符串輸出到狀態欄。狀態欄默認隻顯示兩行，但可以使用其水平分隔句柄調整大小。
自定義用戶界面(custom user interfaces)： 自定義用戶界面是可用於顯示信息(如文本、圖像等)或自定義對話框的用戶定義的UI界面，允許以自定義的方式與用戶交互。
彈出菜單(popup menu)： 彈出菜單是在單擊鼠標右鍵後出現的菜單。要激活彈出式菜單，請確保鼠標在單擊操作期間不移動，否則可能會激活相機旋轉模式。應用窗口(例如，場景層次視圖、頁面、視圖等)內的每個表面可以觸發不同的彈出菜單(注意區分不同的情景)。彈出菜單的內容也可以根據當前的仿真狀態或編輯模式而改變。除了僅在視圖或頁面上激活彈出菜單時出現的視圖菜單項之外，還可以通過菜單欄訪問大多數彈出菜單功能。
3.2.4自定義用戶界面 VREP提供了兩種不同的自定義用戶界面，一種是基於Qt的自定義用戶界面，另一種是基於OpenGI的自定義用戶界面，見圖38。
基於Qt的自定義用戶界面采用Qt框架提供的功能。因為它是封裝在一個VREP插件(v_repExtCustomUI)中，(插件源代碼的路徑為： …＼VREP3＼VREP_PRO_EDU＼programming＼v_repExtCustomUI)，所以它*加容易為用戶擴展自身功能。這種界面提供Qt類型的部件,如集成了按鈕的對話框、編輯框、滑塊、標簽、圖片等。任何在自定義用戶界面上的動作(例如按鈕單擊、文字版、滑塊運動)都以一個回調腳本的形式進行記錄，其他的功能調用通過相關的API函數訪問。
基於OpenGI的自定義用戶界面是VREP**個開發的自定義UI類型，並且基於OpenGl。它相對靈活，但是在開發復雜UI時可能是不切實際和過於耗時的。基於OpenGl的自定義UI可以采用集成按鈕、編輯框、滑塊或標簽的對話框的形式。對自定義UI執行的任何操作(例如，按鈕單擊、文字編輯、滑塊移動)都會報告為可被相應的API調用攔截的消息。這很大程度上允許自定義仿真過程。
圖38左圖為基於Qt的UI界面，右圖為基於OpenGI的UI界面 此外，在VREP的官方聲明中宣稱，將來不可能進一步發展或改進基於OpenGl開發的用戶自定義界面。因此，在這裡，我們建議讀者去學習使用基於Qt的自定義UI。
在VREP本身提供的場景(VREP3＼VREP_PRO_EDU＼scenes)中分別提供了以上兩種自定義界面的場景，文件名為customUIOpenGlBased.ttt和customUIQtBased.ttt。運行這兩個文件，可以將它們的界面風格、輸入命令等進行比較。
3.2.5頁面與視圖 VREP中的視圖用於顯示特定對像的圖像內容。其中這個對像必須是可被查看的。VREP中的頁面是場景主要能夠被用過觀看的表面。它可以由一個或一個以上的視圖組成。例如，一個視圖與相機對像相關聯，那麼它可以顯示相機看到的內容。如圖39所示，它說明了頁面、視圖和可見對像之間的關繫： 頁面可以包含多個視圖，每個視圖表示同一隻移動機器人的不同圖像； 而視圖則顯示了相對應相機的視角，與相機的位置及配置有關。
圖39頁面、視圖和可見對像之間的關繫 圖310頁面選擇器 工具欄按鈕 在頁面中，視圖可以具有一個固定位置，也可以浮動於頁面上，即可以根據用戶的需要去調動位置。
頁面、視圖和可見對像之間的關繫如下頁面配置所示： VREP中的每個場景都有8個可自由配置的頁面。可以通過頁面選擇器工具欄按鈕(見圖310)訪問(即顯示)單個頁面。
當創建新場景時，8個頁面中的每一個頁面將以不同的方式被預配置: 創建頁面和選擇默認頁面配置時，依次選擇： Popup menu(彈出菜單)、SetUp Page With(設置頁面)； 刪除某個頁面時，依次選擇： Popup menu(彈出菜單)、Remove Page(刪除頁面)。之後，不存在的頁面(即已刪除的頁面)將顯示深灰色表面。
有幾種默認頁面配置可用，如圖311所示(數字表示視圖索引)。
圖311具有固定視圖的可用頁面配置 頁面上方配置允許顯示1~8個固定視圖。淺灰色表面中的每一個對應於空視圖(即非關聯視圖)。在任何時候，可以依次單擊彈出菜單、刪除頁面以刪除頁面。刪除頁面還會刪除其包含的所有視圖，但不會刪除任何關聯的對像。在現有頁面配置的頂部，可以依次單擊彈出菜單、添加、浮動視圖以添加無限數量的浮動視圖。
浮動視圖可以移動和調整大小，但不允許使用左或右鼠標按鈕進行導航(例如相機轉換、相機旋轉等)。雙擊浮動視圖以使用視圖索引以交換其內容(但是，可以通過編程禁用它來禁止此操作)。要刪除浮動視圖，隻需單擊其右上方的按鈕即可。要將可查看對像與視圖相關聯，請選擇該對像，並在我們要關聯的視圖上依次單擊彈出菜單、視圖、與所選攝像機關聯視圖，以及彈出菜單、視圖、關聯視圖與所選圖形或依次單擊彈出菜單、視圖、與所選視覺傳感器關聯視圖(彈出菜單將根據*後選擇的對像自動調整其內容)。當創建視圖但尚未與可見對像關聯時，依次單擊彈出菜單、添加、相機命令將添加一個攝像機，並直接將其與視圖相關聯(即透視它)。給定的可見對像可以與任何數量的視圖同時關聯。或者通過在視圖中激活以下彈出窗口將視圖與可見對像相關聯： 依次單擊彈出菜單、視圖、視圖選擇器。這將打開視圖選擇器，如圖312所示。
圖312查看視圖選擇器 一旦觀看對像與視圖相關聯，視圖中將自動顯示其圖像內容，如果采用視覺傳感器產生其圖像內容，則需要調用適當的API命令。默認情況下，主腳本包含將處理場景中所有視覺傳感器的命令(simHandleVisionSensor(sim_handle_all))。除非視覺傳感器被標記為顯式處理，但未被明確地處理，否則其圖像內容將在仿真期間生成。與攝像機相關聯的視圖可以通過以下方式進行自定義或調整： 它可以以實體或線框顯示攝像機視圖： 依次單擊彈出菜單、視圖、實體渲染； 它可以透視或正投影顯示攝像機視圖模式： 依次單擊彈出菜單、視圖、透視投影； 它可以顯示或隱藏邊緣： 依次單擊彈出菜單、視圖、可見邊緣； 它可以顯示邊緣為粗線或細線： 依次單擊彈出菜單、View、Thick edges； 它可以打開和關閉紋理顯示： 依次單擊彈出菜單、視圖、形狀紋理啟用； 其相關的攝像機可以跟蹤*後選擇的對像： 依次單擊彈出菜單、視圖、跟蹤所選對像。與圖形相關聯的視圖可以通過以下方式進行自定義或調整： 可以顯示圖形對像的時間圖： 依次單擊彈出菜單、視圖、顯示時間圖； 圖形對像的x/y圖形： 依次單擊彈出菜單、視圖、顯示x/y圖形； 它可以自動調整為圖形內容： 依次單擊彈出菜單、視圖、仿真時自動調整大小； 它可以保持比例為1∶1： 依次單擊彈出菜單、視圖、保持比例在1∶1。
3.2.6對像/項目位置和方向操作 在通過坐標和變換對話框修改對像配置之後，還可以使用鼠標直接操作對像： 當選擇對像時，可以使用以下工具欄按鈕 圖313操作工具欄按鈕 (平移和旋轉) (見圖313)移動或旋轉對像： 如圖314所示，默認情況下，平移是在XY平面進行的。取決於對像操縱設置中的設置，其還可以沿著不同的軸/平面並且相對於每個單獨對像的不同參考繫執行。圖中深色陰影覆蓋處表示當前平移平面或軸。默認情況下，圍繞對像自己的Z軸執行旋轉。也可以根據對像操縱設置中的設置，圍繞不同的軸或相對於每個單獨對像的不同參考繫執行。圖中深色陰影覆蓋處表示當前旋轉軸。
圖314對像平移和旋轉操作： 圖中深色陰影覆蓋處表示平移平面或旋轉軸 可以在用戶設置對話框中調整默認平移和旋轉步長(捕捉)，但建議分別保持5cm和5°的值，或者在對像操作設置中單獨設置對像的步長。在對像操作期間按下鼠標按鈕後，按住shift鍵可暫時禁用捕捉。以類似的方式，在對像操縱期間按下鼠標按鈕之後，通過按住Ctrl鍵可臨時激活可選的平移或旋轉軸。
當仿真軟件處於頂點編輯模式或路徑編輯模式時，也可以使用對像/項目平移工具欄按鈕。對於**的對像定位，建議通過坐標和變換對話框修改對像的位置和方向。
1. 對像操作設置 可以依次單擊菜單欄、工具和對像操作設置以顯示對像操作設置。對話框的內容取決於*後選擇的對像。如果未選擇對像，則對話框處於非活動狀態。對話框如圖315所示。
圖315鼠標平移/旋轉設置對話框 1) 鼠標平移 相對於世界/父框架/自身框架： 表示鼠標拖動將與**參考框架對準，與父對像參考框架對準或與對像自己的參考框架對準的平面或線上平移選定的對像。
優選軸： 沿X/沿Y/沿Z軸，表示鼠標拖動允許沿著以上選擇的參考繫的優選軸平移所選對像。在按下鼠標按鈕後，按下Ctrl鍵可以在操作過程中使用其他軸。
平移步長： 使用鼠標拖動平移所選對像時使用的步長。在按下鼠標按鈕後按下Shift鍵仍可在操作過程中使用較小的步長。
2) 鼠標旋轉 相對於世界/父框架/自身框架： 表示鼠標拖動將圍繞**參考框架，父對像參考框架或對像自己的參考框架的軸旋轉所選對像。
優選軸： 沿X/沿Y/沿Z軸，表示鼠標拖曳允許圍繞上面選擇的參考繫的優選軸旋轉所選對像。在按下鼠標按鈕後，按下Ctrl鍵可以在操作過程中使用其他軸。
旋轉步長： 使用鼠標拖動旋轉所選對像時使用的步長。在按下鼠標按鈕後，按下Shift鍵仍可在操作過程中使用較小的步長。
仿真運行/不運行時禁用鼠標操作： 啟用時，當仿真運行/不運行時，無法操作所選對像。
2. 坐標和變換對話框 當用戶使用以下工具欄按鈕之一切換到對像/項目移動模式時，坐標和變換對話框變為可見。
對話框的內容取決於所選的移動模式(平移或旋轉)和*後選擇的對像或項目。如果未選擇對像/項目，則對話框處於非活動狀態。如果選擇了多個對像/項目，則一些參數可以從*後選擇的對像/項目復制到其他所選對像/項目(應用於選擇按鈕)。
1) 位置/平移 當選擇對像轉換工具欄按鈕時，對話框的部分變為可見。位置/平移對話框如圖316所示，有兩個不同的部分。
圖316位置/平移對話框 (1) 對像/項目位置： 此部分允許修改對像或項目的坐標。
相對於世界/父框架： 指示坐標相對於**參考繫，或相對於父參考繫。
X/Y/Z坐標： 所選對像相對於指示的參考框架(世界框架或父框架)的位置。
(2) 對像/項目平移和位置縮放操作： 此部分允許將平移和縮放變換應用於對像或項目。
相對於世界/父幀/自身幀： 表示變換將相對於**參考幀，相對於父參考幀，或相對於對像自己的參考幀。
沿著X/Y/Z平移： 表示沿著所指示的參考幀(世界、父或自己的幀)的X軸、Y軸和Z軸的期望的平移量。
沿X/Y/Z的標度： 表示沿著所指示的參考繫(世界或母體)的X、Y和Z軸的期望位置縮放。
2) 方向/旋轉 選擇對像旋轉工具欄按鈕時，對話框的該部分變為可見。方向/旋轉對話框如圖317所示，它有兩個不同的部分。
圖317方向/旋轉對話框 (1) 對像/項目方向： 此部分允許修改對像或項目的方向。
對像/項目定向相對於世界/父框架： 表示所指定的歐拉角度相對於**參考繫或相對於父參考繫。
Alpha/Beta/Gamma： 所選對像相對於指示參考框架(世界或父)的歐拉角。
(2) 對像/項目旋轉操作： 此部分允許將旋轉變換應用於對像或項目。
對像/項旋轉操作相對於世界/父幀/自身幀： 表示變換將相對於**參考幀，相對於父參考幀或相對於對像自己的參考幀。
圍繞X/Y/Z軸旋轉： 指示圍繞指示的參考幀(世界、父或自己的幀)的X、Y和Z軸的期望旋轉量。
3.3VREP的場景與模型 3.3.1場景與模型的關繫 VREP中的主要仿真元素是場景與模型。其中，場景的文件格式為.ttt，VREP提供的場景存放在VREP3＼VREP_PRO_EDU＼scenes中，可以通過依次選擇File(文件)和Open scene(打開場景)打開。模型的文件格式為.ttm，VREP提供的模型主要存放在模型瀏覽器中。
場景與模型的關繫是: (1) 場景中包含了一個或多個模型，而模型是隻包含了一種元素的場景。
(2) 模型是一個場景的子元素，隻是這個子元素被明確標明為一個完整的模型。
(3) 場景可以包含任何數量的模型。
場景和模型都可以包含一個或多個以下元素：  對像(Objects)  集合(Collections)  踫撞對像(Collision objects)  距離對像(Distance objects)  逆運動學組(Inverse kinematics groups)  幾何約束求解器對像(Geometric constraint solver objects)  子腳本(Child scripts)  自定義用戶界面(Custom user interfaces) 除了上述元素，場景還將包含環境、主腳本、頁面和視圖等元素。
3.3.2VREP的場景 VREP中的場景處理包含一個或多個模型，還包括了環境、主腳本、頁面和視圖。
通過與視圖相關聯的可視對像可以看到場景或場景圖像內容，該視圖本身包含在頁面中。創建新場景時(可以通過依次單擊菜單欄、文件、新場景打開)，默認場景將包含以下元素:  多個相機對像： 如果相機與視圖相關聯，則相機允許查看場景。
 幾個光對像： 沒有光，場景將幾乎不可見。燈光用於照亮場景。
 幾個視圖： 視圖與相機相關聯，並顯示相機看到的內容。視圖包含在頁面中。
 幾個頁面： 一個頁面包含一個或多個視圖。
 環境： 環境由環境光、霧、背景顏色等屬性組成。
 地板： 地板由組合在一個模型中的對像組成。
 默認主腳本： 默認主腳本應該允許運行*少的仿真，而不需要子腳本。然後，如果與場景對像相關聯，則稍後階段復制到場景中的子腳本也將被自動執行(由主腳本調用)。
場景可以通過依次單擊菜單欄、文件、打開場景…打開(加載)，並可以通過依次單擊菜單欄、文件、保存場景或可以通過依次單擊菜單欄、文件、將場景另存為…保存場景。場景文件(“*.ttt”files)還支持在資源管理器窗口和應用程序窗口之間進行拖放操作。場景文件也可以雙擊打開，雙擊後繫統將自動啟動VREP應用程序並打開場景文件。在打開的場景之間切換可以通過在場景層級的上部中單擊來實現(所有打開的場景被分組在場景層級的頂部)，或者通過其相關的工具欄按鈕（見圖318）使用場景選擇器來實現。
圖318場景選擇器工具欄按鈕 環境定義了場景的屬性和參數，包括了背景顏色、霧參數(與相機視覺、傳感器相關)、環境的光線、場景創建的信息和附加的設置。環境的設置對話框可以通過依次單擊Menu bar(菜單欄)、Tools(工具)、Environment(環境)打開或通過雙擊場景層次結構中對應的場景圖標打開。環境設置對話框見圖319。