機(jī)器人系統(tǒng)常用仿真軟件介紹概要

1、1主要介紹以下七種仿真平臺(tái)(側(cè)重移動(dòng)機(jī)器人仿真而非機(jī)械臂等工業(yè)機(jī)器人 仿真：1.1 USARSim-Unified System for Automation and Robot SimulationUSARSim是一個(gè)基于虛擬競(jìng)技場(chǎng)引擎設(shè)計(jì)高保真多機(jī)器人環(huán)境仿真平臺(tái)。主 要針對(duì)地面機(jī)器 人可以被用于研究和教學(xué)，除此之外，USARSim是RoboCup救援 虛擬機(jī)器人競(jìng)賽和虛擬制造自動(dòng) 化競(jìng)賽的基礎(chǔ)平臺(tái)。使用開(kāi)放動(dòng)力學(xué)引擎 ODE(Open Dynamics Engine支持三維的渲染和物理 模擬，較高可配置性和可擴(kuò)展性， 與Player兼容，采用分層控制系統(tǒng)，開(kāi)放接口結(jié)構(gòu)模擬功能和 工具框架

2、模塊。機(jī)器 人控制可以通過(guò)虛擬腳本編程或網(wǎng)絡(luò)連接使用UDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)。被廣泛應(yīng)用于 機(jī)器人仿真、訓(xùn)練軍隊(duì)新兵、消防及搜尋和營(yíng)救任務(wù)的研究。機(jī)器人和環(huán)境可以通過(guò) 第三方軟件 進(jìn)行生成。軟件遵循免費(fèi)GPL條款，多平臺(tái)支持可以安裝并運(yùn)行在 Linux、Windows 和 MacOS 操作系統(tǒng)上。1.2 SimbadSimbad是基于Java3D的用于科研和教育目的多機(jī)器人仿真平臺(tái)。主要專注于研究人員和編程 人員熱衷的多機(jī)器人系統(tǒng)中人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和更多通用的人工智能算法一些簡(jiǎn)單的基本問(wèn)題。它擁有可編程機(jī)器人控制器，可定制環(huán)境和自 定義配置傳感器模塊等功能，采用3D虛擬傳感技術(shù)，支持單或多機(jī)器人仿真，

3、提供神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和進(jìn)化算法等工具箱。軟件開(kāi)發(fā)容易，開(kāi)源，基于GNU協(xié)議，不支持物理計(jì)算, 可以運(yùn)行在任何支持包含 Java3D庫(kù)的Java客戶端系統(tǒng)上。1.3 WebotsWebots是一個(gè)具備建模、編程和仿真移動(dòng)機(jī)器人開(kāi)發(fā)平臺(tái)，主要用于地面機(jī) 器人仿真。用戶可以在一個(gè)共享的環(huán)境中設(shè)計(jì)多種復(fù)雜的異構(gòu)機(jī)器人，可以自定義環(huán)境大小，環(huán)境中所有物體的 屬性包括形狀、顏色、文字、質(zhì)量、功能等也都可由 用戶來(lái)進(jìn)行自由配置，它使用ODE檢測(cè)物體 碰撞和模擬剛性結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性，可 以精確的模擬物體速度、慣性和摩擦力等物理屬性。每個(gè)機(jī)器人可以裝配大量可供選擇的仿真?zhèn)鞲衅骱万?qū)動(dòng)器，機(jī)器人的控制器可以通過(guò)內(nèi)部集成化

4、開(kāi)發(fā)環(huán)境或者 第三方開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行編程，控制器程序可以用C , C+等編寫,機(jī)器人每個(gè)行為都可 以在真實(shí)世界中測(cè)試。支持大量機(jī)器人模型如khepera、pionee aibo等，也可以導(dǎo)入自己定義的機(jī)器人。全球有超過(guò)750個(gè)高校和研究中心使用該仿真軟件，但 需要付費(fèi)，支持各主流操作系統(tǒng) 包括Linux, Windows和MacOS 。1.4 MRDS-Microsoft Robotics Developer StudioMRDS是微軟開(kāi)發(fā)的一款基于 Windows環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)化、基于服務(wù)框架結(jié)構(gòu)的 機(jī)器人控制仿真平 臺(tái)，使用PhysX物理引擎，是目前保真度最高的仿真引擎之一，主 要針對(duì)學(xué)術(shù)、愛(ài)好者

5、和商業(yè)開(kāi)發(fā)，支持大量的機(jī)器人軟硬件。MRDS是基于實(shí)時(shí) 并發(fā)協(xié)調(diào)同步 CCR（Concurrency and Coordination Runtime和分布式軟件服務(wù) DSS（Decentralized Software Services進(jìn)行異步并行任務(wù)管理并 允許多種服務(wù)協(xié)調(diào)管 理獲得復(fù)雜的行為，提供可視化編程語(yǔ)言（VPL和可視化仿真環(huán)境（VSE。支持主 流的商業(yè)機(jī)器人，主要編程語(yǔ)言為C#,非商業(yè)應(yīng)用免費(fèi)，但只支持在 Windows操作系 統(tǒng)下進(jìn)行開(kāi)發(fā)。1.5 PSG-Player/Stage/GazeboPSG是由美國(guó)南加州大學(xué)（USC開(kāi)發(fā)的一套針對(duì)機(jī)器人和傳感器系統(tǒng)研究的免 費(fèi)平臺(tái)，包含

6、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)部分Player和機(jī)器人平臺(tái)仿真部分 Stage與Gazebo。 Player 定義了機(jī)器人和傳感器與 Stage和Gazebo通信接口，Stage是2D環(huán)境,提供基本碰 撞檢測(cè)和距離傳感器模型但不支持物理仿 真，Gazebo是3D環(huán)境使用ODE物理引 擎。PSG提供聲納、激光掃描測(cè)距儀、碰撞檢測(cè)和執(zhí)行器等虛 擬機(jī)器人設(shè)備，支持進(jìn)行多機(jī)器人仿真。它是目前在研究和教學(xué)方面最流行的開(kāi)源機(jī)器人仿真軟件,開(kāi)發(fā)的程序通過(guò)簡(jiǎn)單的修改甚至無(wú)需修改即可應(yīng)用于實(shí)體機(jī)器人的控制，因此可以大大降低研究成本、縮減研究周期。大量的主要智能機(jī)器人期刊和會(huì)議發(fā)表的文 章都使用PSG作為真實(shí)和 模擬的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。免

7、費(fèi)軟件，基于GNU協(xié)議,這款軟 件是在Unix系統(tǒng)上開(kāi)發(fā)，只支持Linux和Mac OS。1.6 MissionLabMissionLab是佐治亞理工學(xué)院（Gatech開(kāi)發(fā)的一組功能強(qiáng)大的平臺(tái)用于開(kāi)發(fā)和 測(cè)試單個(gè)或一組機(jī)器人行為。通過(guò) Missionlab生成的代碼可以直接控制主流商用機(jī)器人，包括 ARTV-Jr、iRobot、AmigoBot、Pioneer AT 和 MRV-2 等。 Missionlab最主要的優(yōu)點(diǎn)在于它支持仿真和真實(shí)機(jī)器人同時(shí)實(shí)驗(yàn)。MissionLab是 分布式體系結(jié)構(gòu)，主要有六個(gè)核心組件：mlab、CfgEdit、cdl、cnl、HServer和 CBRServer。使用CMDL和ODL作為開(kāi)發(fā)配置語(yǔ)言。它起初是為DARPA開(kāi)發(fā)用于研究在敵對(duì) 環(huán)境多智能體機(jī)器人系統(tǒng)靈活反應(yīng)控制，現(xiàn)已開(kāi)源，僅支持Linux操 作系統(tǒng)。1.7 MORSE-Modular OpenRobots Simulation EngineMORSE是一款通用的多機(jī)器人仿真平臺(tái)，主要特點(diǎn)是能控制實(shí)際仿真的自由度 可以自由設(shè) 計(jì)符合自己需求的組件模型，運(yùn)用Blender實(shí)時(shí)游戲引擎進(jìn)行原始渲染， 設(shè)計(jì)適合的體系結(jié)構(gòu)，支持通用的網(wǎng)絡(luò)接口。 它提供了大量可配置的傳感器和執(zhí)行 器模塊，高度的可擴(kuò)