Webots机器人仿真

Webots功能汇总


这里是对Webots的主要功能进行的汇总。观看Webots软件视频介绍,也可以对软件的功能有个大概的了解。要掌握更加详细的信息,建议查阅Webots用户手册(Webots User GuideWebots查询手册(Webots Reference Manual)


跨平台


Webots是一款非常方便的机器人仿真软件:它可在WindowsMacLinux系统上运行。环境文件和API函数可跨平台运行:自定义的机器人的运行环境(world)和API函数在不同的操作系统上均可用行。


用户论坛


这里有庞大的Webots用户资源和教育界使用Webots的科研专家的经验。可快速分享Webots使用经验,解答Webots的相关问题。


丰富的文档资料


Webots用户手册 220页);查询手册250页);机器人教程120页);这些文档会随着软件版本不断更新,即可在线查看也可以下载PDF格式的文件到电脑上。


售后支持


Webots用户有一年的售后服务:包括Webots研发人员通过邮件亲自解答问题,软件可时时升级的Webots的最新版本。


教育(EDU)版本


我们提供的EDU教育版本软件,价格优惠,可供学生学习之用。跟着我们的机器人教程,学习或者讲授机器人学是非常不错的选择。试用BotStudio 图形编程工具,即可设计简单的机器人行为。


动态仿真


使用开放的动态引擎(ODE)创建动态的世界。指定实体的边界、质量、质心和摩擦系数,用Webots模拟它们的动态行为。


可自定义碰撞检测


通过单个3D图形,或者原始图形的组合(如Box, SphereCapsuleCylinder, IndexedFaceSet , Elevation GridPlane),设置每个实体的碰撞边界。


可读文件


Webots的文件格式具有可读性,可以使用常规的文本编辑器进行修改。用户可以设计自己的工具,用来自动生成符合需求的Webots环境(world)。


机器人数量无限制


根据需要,用户可在仿真环境中创建一定数量的机器人。Webots对机器人数量没有任何限制,只有计算机内存和CPU才会对机器人数量产生影响。每台机器人都可以有自己的(以任意一种编程语言编写的)独特的控制器代码。


强大的APIs


使用6种不同语言的200API函数,对机器人进行编程。这六种语言是:C, C++, Java, Python, Matlab, URBI。使用用C++JavaPython等编写的,拥有20个等级的面向对象APIs。可与外部的库相连,比如OpenCV

Program your robots using 200 API functions available in 6 different languages: C, C++, Java, Python, Matlab, URBI. Use our object-oriented APIs with 20 classes in C++, Java or Python. Link with external libraries, e.g., OpenCV.


Matlab界面



使用Matlab API(需要Matlab许可证号)的200个函数,对机器人控制器进行编程,并保存为Matlab .m文件。使用MatlabImage Processing Toolbox(图片加工工具箱)处理Webota摄像机的图像。(Program your robots controllers as Matlab .m files by using the 200 functions of the Matlab API (Matlab license required). Use Matlab's Image Processing Toolbox to process Webots camera images.


ROS 接口


使用提供的roscppC++)或者rospyPython)控制器界面将WebotsROS连接起来,即可使用所有的ROS堆栈(stacks),包括OpenCVOpenRAVEOpenSlam GMapping,逆运动学等。


URBI 接口


使用URBIUniversal Robot Body Interface)语言对机器人控制器进行编程,即可和Gostai StudioGostai Lab互通并获益(需要拥有Gostai Studio, Gostai LabURBI for Webots的相关license才能使用这个功能)。

Program robot controllers with the Universal Robot Body Interface (URBI) language and benefit from the inter-operability with Gostai Studio and Gostai Lab (Gostai Studio, Gostai Lab and URBI for Webots licenses required).


监控编程(supervisor programming)


通过代码控制仿真过程(需要有Webots PRO版本的软件)。你的监测程序可以截图、生成视频,记录轨迹,移动物体, 在仿真运行的过程中修改实体属性。

Control the simulation process programmatically (Webots PRO only). Your Supervisor program can take screen-shots, make movies, record trajectories, move objects, change objects properties while the simulation is running.


物理插件的编程


通过编程,访问基于ODE的物理仿真引擎(需要PRO版本的Webots软件),定义高级的物理行为(例如,流体动态学,不均匀的摩擦力等)或者模拟新的传感器或者制动器)。

Get programming access to the ODE-based physics simulation engine (Webots PRO only) to define advanced physics behaviors (e.g., add fluid dynamics, non-uniform friction, etc.) or simulate new sensors or actuators.


丰富的图形用户界面


Webots拥有非常强大的图形用户界面,可以随意拖拽的窗口、工具栏和70个以上的菜单选项。标准的布局包括四个主要窗口:3D视图、树视图编辑器、源代码编辑器和控制台。

Enjoy the powerful graphical user interface with freely dockable windows, toolbars and over 70 menu items. The standard layout includes four main windows: the 3D view, the scene tree editor, the source code editor and the console.


交互式3D仿真窗口


3D 仿真窗口中观看并与正在运行的仿真进行交互。用户可随时轻松拖拽、旋转、提升物体,甚至在仿真运行的过程中也可执行这些操作。这个功能可以测试在出现意外事件时,机器人的稳定性能。


内置截图和视频创建功能


点击Webots的菜单,即可创建截图和录制高质量的视频。可以在你的演示PPT,出版物,网站,Youtube上使用这些生成的截图和视频。 


高品质3D图像


创建逼真的仿真模型,比如给模型添加光,雾,阴影,纹理和透明度等等。可以使用预定义的一些原始图形,如箱子、球体、圆柱体、圆锥、椭圆体、IndexedFaceSet平面、海拔节点、挤压图形(Extrusion)等。


集成了源代码编辑器


直接在内置的源代码编辑器中编写和编译控制器代码。充分利用所有Webots编程语言都可以使用的句法高亮机制包括API函数,直接跳转到句法有错误的语句。

Program and compile your controller code directly in the built-in source code editor. Take advantage of the syntax highlighting including API functions and jump to error line facility available for all Webots programming languages.


全功能视图编辑器


使用内置的视图树编辑器设计机器人及其所处的环境。通过视图树的控件调整仿真参数。对视图树的节点和节点的参数值进行复制或者粘贴。

Use the built-in scene tree editor to design your robots and their environments. Adjust all the parameters of your simulation from the widget representation of the scene tree. Copy and pastenodes and values from and to the scene tree.


VRML的导入和导出


使用你最喜欢的CAD软件,如SolidWorks, AutoCAD, Blender, 3DStudio Max, SketchUp 等设计机器人和物体仿真模型。然后把它们导出为VRML97文件,并直接导入到Webots中即可。


机器人库


以使用Webots里面提供的商业机器人模型:Aibos, Bioloids, Boe-Bot, e-puck, HOAP-2, iRobot Create, Katana, Kheperas, Koala, Kondo KHRs, Nao, Pioneer, Shrimp III, Surveyor SVR-1, .


室内和室外实体库


直接使用Webots提供的可交互实体:墙窗户 椅子沙发桌子书架抽屉电视冰箱烤箱打水水果植物画,车,石头,桶,足球等。


附带案例


直接打开软件提供的150个以上的源代码案例:不断发现Webots的强大功能和更加高级的应用方向:遗传算法、粒子群优化、人工神经网络、群体智能、立体视觉等。


机器人内部通讯


在包含多个机器人的仿真模型中,通过使用Webots发射器和接收器的API函数,实现机器人之间的直接对话。Webots通信系统已经把机器人位置、朝向和周围的障碍物等因素考虑在内。


丰富的传感器库供您选择


通过软件自带的传感器库,为您仿真的机器人配置上可以进行自定义设置的并且数据精确的传感器模型:距离传感器光传感器摄像机, LIDARsGPS陀螺仪, 加速计, 指南针减震器位置传感器力反馈传感器等。


摄像装置


在机器人上安装模拟逼真的摄像装置并且在控制器程序中加工处理获取的图像。调整像素、视觉范围、设置立体效果、球面投影白噪声云台系统等


LIDAR传感器


对LIDAR传感器(如SICK, Kinect等) 采用硬件加速仿真来实现对机器人周围环境信息的获取在机器人控制器程序中对这些3D图像进行处理。


显示装置


使用显示装置模拟LCD屏,PC显示器,电视,并把它们安装在你的机器人上,成为机器人的一部分。使用这个装置显示图像、机器人状态、监测变量值或者其它任何的需要显示的内容。


可随意定制的马达


创建旋转型或者线性马达,可随意设置马达的速度,加速度和马达的限制参数等。在控制器代码中使用马达的位置传感器和力反馈(FORCE FEEDBACK)功能。根据需要,给马达添加弹性和阻尼元件(optional spring and damping )。


连接器装置


使用连接器装置,实现机械连接的仿真,在仿真的过程中,可以连接,也可断开连接。创建模块化机器人仿真模型,并通过机器人控制器程序控制每个连接器装置的行为。


e-puck 机器人


在模拟非常精准的e-puck机器人模型上运行你的算法。然后使用蓝牙远程控制(control&monitoring)或者Webots自带的e-puck交叉编译系统将控制程序传输的真实的e-puck机器人上。


Nao 机器人


按照真实的NAO机器人所携带的传感器和作动器(actuators),对NAO虚拟机器人进行编程。然后将它连接到Aldebaran NaoQi(使用提供的NaoQi控制器)或者链接到Aldebaran Choregraphe并且通过物理仿真测试机器人的动作。




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