2机器人控制系统仿真工具Part
机器人控制系统仿真工具 Part2
机器人仿真工具简介仿真技术是机器人研究领域中的一个重要部分。随着机器人研究的不断深入和机器人领域的不断发展，机器人仿真系统作为机器人设计和研究过程中安全可靠、灵活方便的工具，发挥着越来越重要的作用。通过仿真试验来研究机器人的各种性能和特点，已经是机器人理论研究必备的方法之一。同时，仿真试验结果也为制造机器人提供有效的参考依据。仿真的目的？机器人仿真，仿的是什么？机器人仿真的意义？
机器人仿真工具简介 机器人仿真的意义？ 仿真的目的？ 仿真技术是机器人研究领域中的一个重要部分。随着机器人研究的不断深 入和机器人领域的不断发展，机器人仿真系统作为机器人设计和研究过程中安 全可靠、灵活方便的工具，发挥着越来越重要的作用。通过仿真试验来研究机 器人的各种性能和特点，已经是机器人理论研究必备的方法之一。同时，仿真 试验结果也为制造机器人提供有效的参考依据。 机器人仿真，仿的是什么？
机器人仿真工具简介机器人仿真的目的是为了评估机器人结构和算法的设计。机器人仿真的意义在于快速、低成本、高安全性地验证，包括机器人结构设计、运动控制、轨迹规划与高层次逻辑A/等工作的原理层面的有效性。提供一个一致性较好、不确定因素可控的评估对象/环境。合理的仿真模型可以抓住被仿对象的主要特征，开发人员可以利用仿真平台完成初步的开发与评估，然后再转移到实际平台做进一步的调试和优化。项自初期以及项自进行阶段开发新功能的过程中不确定因素很多，算法的正确性和具体编程实现的正确性很难直接划等号，使用仿真调试和评估可以大大缩短送代周期，避免了很小的软件改动也得花很多时间准备硬件以及测试环境，同时也能最大限度避免低级错误导致的硬件损坏。机器人仿真仿的是1.机器人本体的运动学和动力学特性：例如移动机器人在二维平面的运动，机械臂的关节及末端执行机构的运动，飞行器在空间的运动。2.机器人工作的环境：如工业流水线场景无人驾驶出租车所在的市内交通环境。3传感器：如特定视角下机器人“看”到的彩色/深度图像，激光雷达扫描到的距离点
机器人仿真工具简介 机器人仿真的意义在于快速、低成本、高安全性地验证，包括机器人结构设计、运动控制、轨迹规划与高 层次逻辑AI等工作的原理层面的有效性。提供一个一致性较好、不确定因素可控的评估对象/环境。合理的 仿真模型可以抓住被仿对象的主要特征，开发人员可以利用仿真平台完成初步的开发与评估，然后再转移 到实际平台做进一步的调试和优化。项目初期以及项目进行阶段开发新功能的过程中不确定因素很多，算 法的正确性和具体编程实现的正确性很难直接划等号，使用仿真调试和评估可以大大缩短迭代周期，避免 了很小的软件改动也得花很多时间准备硬件以及测试环境，同时也能最大限度避免低级错误导致的硬件损 坏。 机器人仿真的目的是为了评估机器人结构和算法的设计。 机器人仿真仿的是 1.机器人本体的运动学和动力学特性：例如移动机器人在二维平面的运动，机械 臂的关节及末端执行机构的运动，飞行器在空间的运动。2.机器人工作的环境：如工业流水线场景， 无人驾驶出租车所在的市内交通环境。3.传感器：如特定视角下机器人“看”到的彩色/深度图像，激 光雷达扫描到的距离点
机器人仿真工具简介常用的机器人仿真软件：1.Gazebo：可能是三者中最广为人知的一个，但功能和文档最差的一个（VREP和Webots早期都是商业软件，因此不管是features还是配套的说明文档都更丰富和完善）。实际项目中如果使用的机器人平台厂家提供了Gazebo仿真软件包：或者在网上能找到类似的参考，Gazebo还是一个很不错的选择，尤其是项目如果使用ROS框架，仿真部分的配置和使用跟其他ROSPackage的一致性非常好。但是如果需要自已搭建仿真，尤其是软件框架不准备使用ROS的情况下，那么不妨看一看VREP和WebotS。2.VREP：19年年底VREP已经更名为CoppeliaSim，但是软件界面和功能和之前的版本变化并不大。在VREP中构建机器人模型的过程是三个软件中最为直观和简单的，从机器人的机械模型（如stl，step格式的CAD文件）可以很快的搭建出漂亮的仿真模型。VREP提供的编程接口也很多样，Matlab/C/C++/Python/Java都支持。在我以往的使用过程中最常用的是VREP的remoteAPl，这种方式可以把仿真和视觉/控制/规划等功能代码比较清晰的隔离开：更方便在仿真机器人和实际机器人间做切换，但是这种交互方式下传感器数据：尤其是点云/图片类的数据传递起来稍微有些繁琐，因此如果你的项目需要很多这种视觉类传感器的仿真，那么Gazebo或者Webots可能就更合适。3.Webots：近一两年才由商业软件模式改为开源模式，Webots综合了很多Gazebo和VREP功能上的优点，因而也是我目前最推荐学习的一款软件。Webots目前最大的问题在于参考资料较少，虽然文档还算详细，但是学曲线会比VREP更陡峭一些。我目前的项目中主要使用Webots的C++API和ROSAPI，两者在"仿真代码"和"上层功能代码"关系的处理上都把握的很好，传感器数据的获取以及仿真部分代码添加外部依赖库的处理也很方便
机器人仿真工具简介 1. Gazebo：可能是三者中最广为人知的一个，但功能和文档最差的一个（VREP和Webots早期都是商业软件，因 此不管是features还是配套的说明文档都更丰富和完善）。实际项目中如果使用的机器人平台厂家提供了Gazebo 仿真软件包，或者在网上能找到类似的参考，Gazebo还是一个很不错的选择，尤其是项目如果使用ROS框架，仿 真部分的配置和使用跟其他ROS Package的一致性非常好。但是如果需要自己搭建仿真，尤其是软件框架不准备 使用ROS的情况下，那么不妨看一看VREP和Webots。 2. VREP：19年年底VREP已经更名为CoppeliaSim，但是软件界面和功能和之前的版本变化并不大。在VREP中构建 机器人模型的过程是三个软件中最为直观和简单的，从机器人的机械模型（如stl，step格式的CAD文件)可以很快 的搭建出漂亮的仿真模型。VREP提供的编程接口也很多样，Matlab/C/C++/Python/Java都支持。在我以往的使用 过程中最常用的是VREP的remote API，这种方式可以把仿真和视觉/控制/规划等功能代码比较清晰的隔离开，更 方便在仿真机器人和实际机器人间做切换，但是这种交互方式下传感器数据，尤其是点云/图片类的数据传递起 来稍微有些繁琐，因此如果你的项目需要很多这种视觉类传感器的仿真，那么Gazebo或者Webots可能就更合适。 3. Webots：近一两年才由商业软件模式改为开源模式，Webots综合了很多Gazebo和VREP功能上的优点，因而 也是我目前最推荐学习的一款软件。Webots目前最大的问题在于参考资料较少，虽然文档还算详细，但是学习 曲线会比VREP更陡峭一些。我目前的项目中主要使用Webots的C++ API和ROS API，两者在“仿真代码”和“上层功 能代码”关系的处理上都把握的很好，传感器数据的获取以及仿真部分代码添加外部依赖库的处理也很方便。 常用的机器人仿真软件：
机器人仿真工具简介现有的各类机器人仿真器.Software.DevelopersDevelopment status LicenseSD rendering engine.Physics engineSDmodeller0Platforms supported.ActinEnergid TechnologiesActiveProprietaryOpenGLProprietaryWindows; maS,LinuxRTLinux, VWorks,RTOS32, and RTX.(QNX Planned)ProprietaryARSRALBSDVTKODENoneInactiveLinux macOS, WindowsConvergent Information Technologies GmbHEOpenGLIntermdlAUTOMAPPPSActiveProprietaryunknownLinux, Windows1Open Source Robotics Foundation(OSRF)opl1]GazeboActiveApache2.0OGREODE/Bulle/Simbody/DARTIntermalLinuxmacsWindosAcademic community(2]MORSEActiveBSDBlender game engineBulletBlenderLinux, BSD,macOsAISTInterma31OpenHRPActiveEclipseJava3DODE/nternalLinux, WindowsGravity plugin[4]RoboDKRoboDKActiveProprietaryOpenGLInternalLinuxmacOS,Windows,Android,s,DbInternalODESimSparkO. Obst et al. (+26)ActiveGNUGPL(v2)NoneLinux,macOs, WindowsV-RepIntermalCoppelia RoboticsActiveProprietary/GNU GPLODE/Bullet/Vortex/NewtonIntermalLinux macOs, WindowsCyberbotics Ltd.ep[5]WebotsActiveApache2.0Internal (WREN)Fork.ofODEIntermalLinuxmac5,Windows4DV.Sim40VietualizActiveProprietaryOGREPhysxInternalLinuxOpenRAVEOpenRAVECommurnityipActiveGNU LGPLODE/BulletIntermalLinuxmacS,WindowsCoin3D/OpenSceneGraphSoftwareDevelopersDevelopment statusLicenseSD rendering enginePhysics engine$0modellerPlatforms supported
机器人仿真工具简介 现有的各类机器人仿真器：