Robotický simulátor - Robotics simulator

A robotický simulátor je simulátor používaný k vytvoření aplikace pro fyziku robot bez závislosti na skutečném stroji, což šetří náklady a čas. V některých případech lze tyto aplikace přenést na fyzického robota (nebo přestavět) bez úprav.

Termín robotický simulátor může odkazovat na několik různých simulačních aplikací robotiky. Například v mobilní robotika aplikace, robotika založená na chování simulátory umožňují uživatelům vytvářet jednoduché světy tuhých objektů a světelných zdrojů a programovat roboty tak, aby s těmito světy interagovaly. Simulace založená na chování umožňuje akce, které mají biologičtější povahu ve srovnání se simulátory, které jsou více binární nebo výpočetní. Kromě toho se simulátory založené na chování mohou „poučit“ z chyb a jsou schopny demonstrovat antropomorfní kvalita houževnatosti.

Robologix robotický simulátor.

Jedna z nejpopulárnějších aplikací pro robotické simulátory je pro 3D modelování a vykreslení robota a jeho prostředí. Tento typ robotického softwaru má simulátor, který je virtuálním robotem, který je schopen emulovat pohyb skutečného robota ve skutečné pracovní obálce. Některé robotické simulátory používají a fyzikální engine pro realističtější generování pohybu robota. Použití robotického simulátoru pro vývoj robotického řídicího programu je vysoce doporučeno bez ohledu na to, zda je k dispozici skutečný robot. Simulátor umožňuje pohodlné psaní robotických programů a odladěn off-line s finální verzí programu testovanou na skutečném robotu. To platí primárně pro průmyslový robot pouze aplikace, protože úspěch off-line programování závisí na tom, jak podobné je skutečné prostředí robota simulovanému prostředí.

Na základě senzoru akce robota je mnohem obtížnější simulovat a / nebo programovat offline, protože pohyb robota závisí na okamžitých odečtech senzorů ve skutečném světě.

Funkce

Moderní simulátory mají tendenci poskytovat následující funkce:

  • Rychlé prototypování robotů
    • Použití vlastního simulátoru jako nástroje pro vytváření.
    • Pomocí externích nástrojů.
  • Fyzikální motory pro realistické pohyby. Většina simulátorů používá Kulka, ÓDA nebo PhysX.
  • Realistické 3d vykreslování. K vytváření prostředí lze použít standardní nástroje pro 3D modelování nebo nástroje třetích stran.
  • Dynamická těla robotů se skriptováním. C, C ++, Perl, Krajta, Jáva, URBI, MATLAB jazyky používané Webots, Krajta používaný altánem.

Simulátory

Mezi nejnovější technologie, které jsou dnes k dispozici pro programování, patří ty, které využívají virtuální simulaci. Simulace s využitím virtuálních modelů pracovního prostředí a samotných robotů mohou nabídnout výhody společnosti i programátorovi. Pomocí simulace se snižují náklady a roboty lze naprogramovat offline, což eliminuje prostoje montážní linky. Akce robota a součásti sestavy lze vizualizovat ve trojrozměrném virtuálním prostředí měsíce předtím, než se dokonce vyrobí prototypy. Psaní kódu pro simulaci je také jednodušší než psaní kódu pro fyzického robota. Zatímco posun směrem k virtuálním simulacím pro programování robotů je krokem vpřed v designu uživatelského rozhraní, mnoho takových aplikací je pouze v plenkách.

Obecná informace

SoftwareVývojářiStav vývojeLicence3D vykreslování engineFyzikální engine3D modelářPodporované platformy
AltánOpen Source Robotics Foundation (OSRF)AktivníApache 2.0OGREÓDA /Kulka /Simbody /ŠIPKAVnitřníLinux, macOS, Windows
RoboDKRoboDKAktivníProprietárníOpenGLGravitační pluginVnitřníLinux, macOS, Windows, Android, iOS, Debian
SimSparkO. Obst a kol. (+26)AktivníGNU GPL (v2)VnitřníÓDAŽádnýLinux, macOS, Windows
Webové stránkyCyberbotics Ltd.AktivníApache 2.0Interní (WREN)Vidlice ODRVnitřníLinux, macOS, Windows
OpenRAVEKomunita OpenRAVEAktivníGNU LGPLCoin3D /OpenSceneGraphÓDA /KulkaVnitřníLinux, macOS, Windows
SoftwareVývojářiStav vývojeLicence3D vykreslování engineFyzikální engine3D modelářPodporované platformy

Technické informace

SoftwareHlavní programovací jazykPodpora formátůRozšiřitelnostExterní APIMiddleware robotiky Podpěra, podporaPrimární uživatelské rozhraníBezhlavá simulace
AltánC ++SDF[1]/ URDF[2], OBJ, STL, ColladaPluginy (C ++)C ++ROS, Player, Sockets (protobuf messages)GUIAno
RoboDKKrajtaSLDPRT, SLDASM, KROK, OBJ, STL, 3DS, Collada, VRML, URDF, Rhinoceros_3D, ...API[3], Plug-In rozhraní[4]Python, C / C ++, C #, Matlab, ...ZásuvkaGUINeznámý
SimSparkC ++, RubyGrafy rubínové scényMody (C ++)Síť (sexpr )Zásuvky (sexpr )GUI, zásuvkyNeznámý
Webové stránkyC ++WBT, VRML, X3D, 3DS, Mixér, BVH, Collada, FBX, STL, OBJ, URDFAPI, PROTO, pluginy (C / C ++)C, C ++, Python, Java, Matlab, ROSZásuvky, ROS, NaoQIGUIAno[5]
OpenRAVEC ++, PythonXML, VRML, OBJ, ColladaPluginy (C ++), APIC / C ++, Python, MatlabZásuvky, ROS, YARPGUI, zásuvkyAno
SoftwareHlavní programovací jazykPodpora formátůRozšiřitelnostExterní APIPodpora robotického middlewaruPrimární uživatelské rozhraníBezhlavá simulace

Infrastruktura

Podpěra, podpora

SoftwarePoštovní seznamDokumentace APIVeřejné fórum / systém nápovědyUživatelský manuálSledovač problémůWikiPovídat si
AltánAno[6]Ano[7]Ano[8]Ano[9]Ano[10]Ano[11]
RoboDKAno[12]Ano[13]Ano[14]Ano[15]Ano[16]NeNeznámý
SimSparkAno[17]Ano[18]NeAno[19]Ano[20]Ano[21]Neznámý
Webové stránkyNeAno[22]NeAno[23]Ano[24]Ano[25]Ano[26]
OpenRAVEAno[27]Ano[28]Ano[29]Ano[30]Ano[31]Ano[32]Neznámý
SoftwarePoštovní seznamDokumentace APIVeřejné fórum / systém nápovědyUživatelský manuálSledovač problémůWiki

Kvalita kódu

SoftwareKontrola statického kóduKontrola styluZkušební systémyPokrytí testovací funkceVyzkoušejte pokrytí pobočkyŘádky kóduŘádky komentářůKontinuální integrace
Altáncppcheck[33]cpplint[33]gtest a qtest[33]77.0%[33]53.3%[33]320 tis[33]106 tis[33]Jenkins[33]
RoboDKNeznámýNeznámýNeznámýNeznámýNeznámýNeznámýNeznámýNeznámý
SimSparkNeznámýNeznámýNeznámýNeznámýNeznámýNeznámýNeznámýNeznámý
Webové stránkycppcheck[34]clang-format[35]jednotkové testy[36]100% funkcí API[37]mistr[38], rozvíjet[39]~ 200 tis~ 50 tisTravisi[40], AppVeyor[41], GitGuardian[42]Akce Github
OpenRAVENeznámýNeznámýPythonový nosNeznámýNeznámýNeznámýNeznámýJenkins[43]
SoftwareKontrola statického kóduKontrola styluZkušební systémyPokrytí testovací funkceVyzkoušejte pokrytí pobočkyŘádky kóduŘádky komentářůKontinuální integrace

Funkce

SoftwareCAD na pohybDynamické zamezení kolizímRelativní konečné efektyOff-line programováníŘízení hardwaru v reálném čase
AltánNeznámýAnoAnoAnoAno
RoboDKAnoAnoAnoAnoAno
SimSparkNeznámýNeNeznámýNeNe
Webové stránkyNeznámýAnoAnoAnoAno
OpenRAVENeznámýNeNeznámýNeNe
SoftwareCAD na pohybDynamické zamezení kolizímRelativní konečné efektyOff-line programováníŘízení streamování v reálném čase

Rodiny robotů

SoftwareUGV (pozemní mobilní robot)UAV (anténní roboti)AUV (podvodní roboti)Robotické pažeRobotické ruce (simulace uchopení)Humanoidní robotiLidské avataryÚplný seznam
AltánAno[44]Ano[45]Ano[46]Ano[47]Ano[48]Ano[49]Ano[50]
RoboDKNeNeNeAno[51]NeNeNeAno[52]
SimSparkAnoNeNeMožnáMožnáAnoNe
Webové stránkyAnoAnoAno[53]AnoAnoAno[54]AnoAno[55]
OpenRAVEAnoNeznámýNeznámýAnoAnoAnoAno
SoftwareUGV (pozemní mobilní robot)UAV (anténní roboti)AUV (podvodní roboti)Robotické pažeRobotické ruce (simulace uchopení)Humanoidní robotiLidské avataryÚplný seznam

Podporované akční členy

SoftwareObecné kinematické řetězcePohyb řízený silouÚplný seznamKruhové kinematické řetězceKinematicky nadbytečné řetězceRozvětvené kinematické řetězce
AltánAnoAnoAnoAnoAno
RoboDKNeznámýNeznámýNeznámýNeznámýNeznámý
SimSparkAnoNeEfekty SimSparkNeznámýNeznámýNeznámý
Webové stránkyAnoAnoAktuátory WebotsAnoAnoAno
OpenRAVEAnoAnoKlouby,Extra akční členyAno[56]AnoAno[57]
SoftwareObecné kinematické řetězcePohyb řízený silouÚplný seznamKruhové kinematické řetězceKinematicky nadbytečné řetězceRozvětvené kinematické řetězce

Podporované senzory

SoftwareOdometrieIMUKolizeGPSMonokulární kameryStereo kameryHloubkové kameryVšesměrové kamery2D laserové skenery3D laserové skeneryÚplný seznam
AltánAnoAnoAno[58]AnoAno[59]AnoAnoAnoAno[60]Ano[60]
RoboDKNeznámýNeznámýNeznámýNeznámýNeznámýAnoAnoAnoAnoAno
SimSparkAnoAnoAno[61]Částečný[62]AnoČástečnýNeznámýNeznámýNeNeSimSpark perceptory
Webové stránkyAnoAnoAnoAnoAnoAnoAnoAnoAnoAnoWebots senzory
OpenRAVEAnoAnoAnoAnoAnoAnoAnoNeznámýAnoAno
SoftwareOdometrieIMUKolizeGPSMonokulární kameryStereo kameryHloubkové kameryVšesměrové kamery2D laserové skenery3D laserové skeneryÚplný seznam

Reference

  1. ^ OSRF. „SDF“. sdformat.org. Citováno 2019-04-27.
  2. ^ „urdf - ROS Wiki“. wiki.ros.org. Citováno 2017-10-06.
  3. ^ https://github.com/RoboDK/RoboDK-API
  4. ^ https://github.com/RoboDK/Plug-In-Interface
  5. ^ Vyžaduje však připojení na serveru X pro 3D vykreslování
  6. ^ „Komunita altánu“. Komunita altánu. Citováno 2019-04-27.
  7. ^ „Gazebo API“. Komunita altánu. Citováno 2019-04-27.
  8. ^ „Odpovědi na altán“. Komunita altánu. Citováno 2019-04-27.
  9. ^ „Výuky pro altán“. Komunita altánu. Citováno 2019-04-27.
  10. ^ „Sledovač problémů s altánem“. Komunita altánu. Citováno 2019-04-27.
  11. ^ "Altán Wiki". Komunita altánu. Citováno 2019-04-27.
  12. ^ Seznam adresátů RoboDK
  13. ^ Dokumentace API RoboDK
  14. ^ Fórum RoboDK
  15. ^ Dokumentace RoboDK
  16. ^ RoboDK Bug tracker
  17. ^ Seznamy adresátů SimSpark
  18. ^ Klientské protokoly SimSpark
  19. ^ Uživatelská příručka SimSpark (Wiki)
  20. ^ SimSpark Tracker
  21. ^ SimSpark Wiki
  22. ^ Referenční příručka pro Webots
  23. ^ Uživatelská příručka pro Webots
  24. ^ Problémy s weboty na GitHubu
  25. ^ Webové technické wiki na GitHubu
  26. ^ Kanál Webots Discord
  27. ^ Seznam adresátů OpenRAVE
  28. ^ OpenRAVE API
  29. ^ Sledovač problémů OpenRAVE
  30. ^ Uživatelská příručka OpenRAVE
  31. ^ Sledovač problémů OpenRAVE
  32. ^ OpenRAVE Wiki
  33. ^ A b C d E F G h OSRF. "Altán". gazebosim.org. Citováno 2019-04-27.
  34. ^ CppCheck
  35. ^ Clang Format
  36. ^ Jednotkové testy
  37. ^ Testy API
  38. ^ Mistr Webots
  39. ^ Weboty se vyvíjejí
  40. ^ Zdroj: [1]
  41. ^ Zdroj: [2]
  42. ^ Zdroj: [3]
  43. ^ Zdroj: [4]
  44. ^ OSRF. „Altán: Výukový program: Začátečník: Editor modelů“. gazebosim.org. Citováno 2019-04-27.
  45. ^ OSRF. "Altán: Výukový program: Aerodynamika". gazebosim.org. Citováno 2019-04-27.
  46. ^ OSRF. "Altán: Výukový program: Hydrodynamika". gazebosim.org. Citováno 2019-04-27.
  47. ^ OSRF. „Altán: ARIAC“. gazebosim.org. Citováno 2019-04-27.
  48. ^ OSRF. „Altán: HAPTIX“. gazebosim.org. Citováno 2019-04-27.
  49. ^ „Dědictví DARPA: Simulace otevřeného zdroje pro vývoj a testování robotiky | Robohub“. robohub.org. Citováno 2019-04-27.
  50. ^ OSRF. „Altán: Výukový program: Vytvoření animovaného modelu (herce)“. gazebosim.org. Citováno 2019-04-27.
  51. ^ Knihovna robotů RoboDK
  52. ^ Knihovna robotů RoboDK
  53. ^ včetně robota Salamander
  54. ^ včetně Nao, DARwIn-OP, Fujitsu HOAP2, Kondo KHR-2HV, KHR-3 atd.
  55. ^ Webové modely robotů
  56. ^ OpenRAVE Uzavřené řetězy [5]
  57. ^ Příklad OpenRAVE Dual-arm [6]
  58. ^ OSRF. "Altán: Výukový program: Kontaktní senzor". gazebosim.org. Citováno 2019-04-27.
  59. ^ OSRF. „Altán: Výukový program: Zkreslení kamery“. gazebosim.org. Citováno 2019-04-27.
  60. ^ A b OSRF. "Altán: Výukový program: Středně pokročilý: Velodyne". gazebosim.org. Citováno 2019-04-27.
  61. ^ Detekce kolizí používá zjednodušený model
  62. ^ Možné, žádný model pro hluk

externí odkazy

UWSim