2020年最好的机器人学仿真工具软件汇总

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2020年10月10日 10时26分

目前最主流的机器人操作系统为ROS1+ROS2,已成业界共识,如果没有购买机器人硬件又想学习机器人相关知识,那么一款仿真软件必不可少,软件分为免费和付费,下面将详细介绍。

 

每个人心中最好的机器人仿真软件标准不同,此文只做汇总不做评论,不分先后。

 

设计和测试机器人必然是耗时且昂贵的过程。这会使初学者很难入门机器人领域,甚至可能减缓有经验的机器人专家的开发过程。这就是为什么找到最好的机器人模拟仿真软件很重要的原因,因此可以在对真正的机器人投入必需资源之前,实现对其设计彻底测试。

 

机器人仿真软件不断发展,增加了新功能,包括对各种传感器和机器人平台的支持。甚至有免费的开源机器人模拟仿真器开始与商业软件的性能相抗衡。它们中的大多数还支持多种编程语言,例如C/C++,Java,MATLAB,LabVIEW和Python等。

 

接下来我们一起了解有关当前可用的最佳机器人仿真软件的更多信息。

Webots

Webots是瑞士公司Cyber​​botics发布的一种用户友好型机器人模拟仿真器。它可以在Windows,Linux或macOS上运行,并且支持大多数编程语言,例如C/C++,Java,URBI,MATLAB和Python。还可以使用API​​或任何标准TCP/IP网络从外部控制Webots模拟器。Webots模拟器使用ODE(开放动力引擎)在逼真的3D环境中模拟物理。它还支持对碰撞和接触点进行精确建模,这可以使用虚拟机器人测试各种场景。Webots甚至附带一个机器人模型库,可使用PR2,Atlas,Aibo甚至是某些NASA机器人。Webots还支持VRML97,因此可以使用大多数建模软件(Solidworks,AutoCAD,Blender和Inventor)导入机器人设计。还可以导入地图和地形数据以在测试环境中创建准确的世界表示。

 

博客关于ROS2和Webots使用介绍参考如下链接:

  • blog.csdn.net/ZhangRelay/article/details/100519183

Gazebo

Gazebo模拟器是一个免费的开源平台,可用于设计,开发,测试和可视化几乎任何类型的机器人。Gazebo可在Linux,Windows和Mac上运行,并且内置了对ROS(机器人操作系统)的支持。Gazebo支持多种高性能物理引擎,例如ODE,Bullet,Simbody和DART。它还使用ORGE 3D图形引擎来渲染具有准确照明,阴影和纹理的高质量环境。Gazebo模拟器还附带了一些机器人模型,例如PR2,DX,Irobot Create和TurtleBot,因此即使没有自己的机器人模型,也可以快速上手。它还支持广泛的传感器,并且可以模拟噪声和传感器故障,以准确模拟实际问题。甚至可以在云中运行Gazebo,并使用简单的Web浏览器与模拟器进行交互。如果想在笔记本电脑上工作,这是完美的选择,因为可以租用AWS实例来快速测试和设计机器人。

 

博客关于ROS2和Gazebo使用介绍参考如下链接:

  • blog.csdn.net/ZhangRelay/article/details/100547011

CoppeliaSim

V-REP(现在更新命名为CoppeliaSim)是免费的,用于教育目的,如果计划将其用于商业项目,则可以升级到专业版。可以在Windows,Linux或macOS上运行V-REP,并且可以使用六种不同的编程语言对其进行编程。它还具有ROS&BlueZero支持,因此可以只使用3D模拟器并使代码在另一个平台上运行。V-REP支持四种不同的物理引擎(Bullet, ODE, Newton, and Vortex Dynamics)。它可以准确地处理对象的交互,例如碰撞,接触点和抓取。V-REP还支持粒子物理学来模拟空气和水,因此可以准确地对喷气发动机和螺旋桨建模。V-REP还可以模拟各种传感器,甚至可以通过插件将新传感器添加到模拟器。V-REP甚至支持路径和运动规划,甚至可以计算正向和逆向运动学。它还支持网格编辑,因此可以在模拟器中对设计进行小的调整,或者可以轻松导入任何五种不同3D模型格式(Obj,STL,URDF等)的模型。

 

博客关于ROS2和V-REP/CoppeliaSim使用介绍参考如下链接:

  • blog.csdn.net/ZhangRelay/article/details/103353528

NVIDIA ISAAC Platform for Robotics

在NVIDIA ISAAC平台是由领先的显卡厂商这也是迅速成为AI行业的大玩家之一的NVIDIA开发。它可以在启用GPU的桌面上运行,也可以在AWS,Google Cloud或Azure上的云中运行。它还支持NVIDIA Jetson AGX Xavier,Jetson TX2和Jetson Nano。由于ISAAC机器人技术平台是由NVIDIA制造的,因此它提供了所有机器人模拟仿真器中最好的图形。它还对更复杂的任务(例如机器学习和数据处理)具有更好的GPU支持。NVIDIA ISAAC机器人平台也支持称为GEM的软件模块。这些模块可使开发者快速向机器人添加功能,例如关键字检测,LIDAR,立体视觉和预先训练的神经网络视觉识别系统。ISAAC模拟器还运行在虚幻引擎4的增强版上,虚幻引擎4是一个开放源代码游戏引擎,可为PC和控制台上的某些顶级视频游戏提供支持。NVIDIA ISAAC机器人技术平台和虚幻引擎都是开源平台,因此,如果是经验丰富的C++程序员,则可以使用自己的自定义代码来增强其功能。

Robot Virtual Worlds

Robot Virtual Worlds是功能齐全的模拟器,可让用户对虚拟LEGO Mindstorms机器人进行编程。它具有免费试用版,或者,如果想使用所有高级选项,则可以升级并支付完整的许可证费用。该模拟器的主要目的是用作教育平台,向年轻人介绍机器人技术的基础知识。它具有内置的3D仿真器,可以在其中构建和测试LEGO机器人,然后在类似游戏的环境中竞争挑战。Robot Virtual Worlds还支持使用NXT-G或LabVIEW对LEGO Mindstorms机器人进行编程。还可以使用内置扩展系统在模拟器中创建自定义机器人模型或级别。该模拟器对于教师也非常有用,因为“机器人虚拟世界”提供了适合所有年龄和技能水平的学生的课程。教师还可以设置各种机器人竞赛,以在完全虚拟的环境中挑战和评估学生。

Microsoft Robotics Developer Studio

Microsoft Robotics Developer Studio可用于在3D模拟环境中创建,测试和开发各种机器人。由于它是由Microsoft制造的,因此只能在Windows操作系统上运行。它支持大多数机器人平台,例如LEGO Mindstorms,VEX,并且还支持不同类型的传感器。
不幸的是,微软关闭了机器人研究部门,而对MRDS的支持却很少。发布的最终版本是Microsoft Robotics Developer Studio 4,并且看起来微软在可预见的将来不会更新MRDS。

博客有关于MSRDS的相关博文,如有需要请查阅。


华丽的分割线(上面的软件免费,免费,免费;下面为付费)


FANUC ROBOGUIDE

Roboguide用于模拟大型工业FANUC机器人。该软件允许用户创建模拟的工厂环境,以快速测试布局和设计过程。它还具有四个可用的软件选项,可用于模拟所选行业的特定任务,例如材料处理,喷涂,焊接和托盘管理。

ABB RobotStudio

博客具体介绍链接:

  • blog.csdn.net/ZhangRelay/article/details/51177098

RoboDK


机器人仿真软件的优势:

  • 节省时间并加快迭代过程
  • 在零件和人工上开销更少
  • 在安全的环境中测试代码
  • 轻松对模型进行细微调整
  • 模拟仿真复杂环境
  • 快速训练机器学习算法

 

机器人仿真软件的劣势:

  • 模拟器只能近似现实环境的复杂性
  • 传感器在模拟器中的响应可能不同
  • 3D模拟需要功能强大的计算机

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