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ros2与webots入门教程-目录

ros2与webots入门教程-目录

说明:

  • 这个专栏介绍什么是webots,用途,如何编写webots仿真机器人,如何实现建图,导航等相关功能

什么是Webots？

  • Webots是专业的移动机器人仿真软件包。它提供了快速的原型制作环境，使用户可以创建具有物理特性（例如质量，关节，摩擦系数等）的3D虚拟世界。用户可以添加简单的被动对象或称为移动机器人的主动对象。

  • 这些机器人可以具有不同的移动方案（轮式机器人，有腿机器人或飞行机器人）。而且，它们可能配备有许多传感器和执行器设备，例如距离传感器，驱动轮，摄像机，马达，触摸传感器，发射器，接收器等。最后，用户可以对每个机器人进行单独编程，以表现出所需的行为。Webots包含大量机器人模型和控制器程序示例，以帮助用户入门。

  • Webots还包含许多与真实移动机器人的接口，因此，一旦您模拟的机器人表现出预期的行为，您就可以将其控制程序转移到诸如e-puck，DARwIn-OP，Nao等真实机器人上。

Webots能做什么？

  • Webots非常适合与移动机器人相关的研究和教育项目。
  • 移动机器人原型制作（学术研究，汽车工业，航空航天，吸尘器工业，玩具业，业余爱好者等）
  • 机器人运动研究（有腿，类人动物，四足机器人等）
  • 多主体研究（群智能，协作式移动机器人小组等）
  • 自适应行为研究（遗传算法，神经网络，人工智能等）。
  • 教授机器人技术（机器人学讲座，C / C ++ / Java / Python编程讲座等）
  • 机器人竞赛（例如，Robotstadium 和 Rat’s Life）

使用Webot需要掌握哪些技能？

  • 如果你想开发自己的仿真，你讲需要以下描述的，关于该方面的最基础的知识：

  • 要编写自己的机器人控制器，必须具备C，C ++，Java，Python或MATLAB编程语言的基本知识。但是，即使您不懂这些语言，您仍然可以使用称为BotStudio的简单图形编程语言对e-puck和Hemisson机器人进行编程。

  • 如果您不想使用Webots中提供的现有机器人模型，而是想要创建自己的机器人模型，或在模拟环境中添加特殊对象，则需要3D计算机图形和VRML97描述语言的基本知识。这样一来，您就可以在Webots中创建3D模型或从3D建模软件导入它们。

Webots模拟组成部分

  • Webots模拟由以下各项组成：

    • 一个Webots 世界文件（.wbt），它定义一个或多个机器人及其环境。.wbt文件有时取决于外部PROTO文件（.proto）和纹理。机器人的一个或几个控制器程序（在C / C ++ / Java / Python / MATLAB中）。
    • 一个可选的物理插件，可用于修改Webots的常规物理行为（在C / C ++中）。

什么是Webots 世界文件（.wbt）？

  • Webots中的世界是机器人及其环境的3D描述。它包含对每个对象的描述：位置，方向，几何形状，外观（如颜色或亮度），物理属性，对象类型等。

  • 世界组织为分层结构，其中一个对象可以包含其他对象（例如VRML97）。例如，一个机器人可以包含两个轮子，一个距离传感器和一个关节，其中关节本身包含一个摄像头等。

  • 一个世界文件不包含机器人的控制器代码；它仅指定每个机器人所需的控制器名称。世界保存在“ .wbt”文件中。“ .wbt”文件存储在每个Webots项目的“ worlds”子目录中。

什么是控制器？

  • 控制器是控制世界文件中指定的机器人的计算机程序。可以使用Webots支持的任何编程语言编写控制器：C，C ++，Java，Python或MATLAB。当模拟开始时，Webots启动指定的控制器，每个控制器都是一个单独的进程，并将控制器进程与模拟的机器人相关联。请注意，多个机器人可以使用相同的控制器代码，但是将为每个机器人启动一个不同的过程。

  • 一些编程语言需要编译（C和C ++），其他语言需要解释（Python和MATLAB），而另一些则需要同时编译和解释（Java）。例如，C和C ++控制器被编译为平台相关的二进制可执行文件（例如Windows下的“ .exe”）。Python和MATLAB控制器由相应的运行时系统（必须安装）解释。Java控制器需要编译为字节码（“ .class”文件或“ .jar”），然后由Java虚拟机进行解释。

  • 每个控制器的源文件和二进制文件一起存储在控制器目录中。控制器目录放置在每个Webots项目的“ controllers”子目录中。

什么是主管控制器？

  • 该主管控制器是控制机器人的，其supervisor字段设置为TRUE，它可以执行通常只能由人工操作，而不是由一个真正的机器人进行操作。该主管控制器可以写在上述任何编程语言。

  • 但是，与常规的Robot控制器相比，Supervisor控制器将有权访问特权操作。特权操作包括仿真控制，例如，将机器人移动到随机位置，对仿真进行视频捕获等。

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标签: ros2与webots入门教程