Pybullet是一个基于Bullet物理SDK的Python模块,它提供了一系列功能来进行物理仿真、机器人技术和深度强化学习。通过Pybullet,用户可以加载URDF、SDF等格式的铰接体,进行正向动力学仿真、反向动力学计算、正向和反向运动学,以及碰撞检测和光线相交查询。Pybullet还支持渲染功能,包括CPU渲染器和OpenGL可视化,甚至支持虚拟现实耳机。PyBullet的核心代码如下所示:
import pybullet as p
pybullet采用的门面模式,p是全局变量,可以操作pybullet仿真引擎。
import pybullet_data
p.setAdditionalSearchPath(pybullet_data.getDataPath())
设置pybullet内置的建模文件位置,例如地面urdf文件,机器人urdf文件,机械臂urdf文件
p.setGravity(0, 0, -10)
设置pybullet仿真环境的重力参数
planeId = p.loadURDF("plane.urdf")
设置pybullet仿真环境的地面,如果没有此项设置,pybullet仿真环境的所有物体将会坠落到无底洞
physicsClient = p.connect(p.GUI)
以图形界面的形式启动仿真引擎,并返回physicsClient。在多任务情况下,physicsClient很有用。
startPos = [0, 0, 1]
startOrientation = p.getQuaternionFromEuler([0, 0, 0])
boxId = p.loadURDF("r2d2.urdf", startPos, startOrientation)
在pybullet仿真环境中加载机器人r2d2,其位置和姿态可以自定义
for i in range(10000):
p.stepSimulation()
time.sleep(1. / 240.)
启动仿真,仿真步数为1万步,每仿真一步,则需要停顿1/240秒,方便人们观察仿真效果
Pybullet的使用通常涉及以下几个步骤
连接到物理引擎:首先需要连接到Pybullet提供的物理引擎,并选择是否开启GUI显示。
import pybullet as p
from time import sleep
# 连接到物理引擎,并开启GUI显示
physicsClient = p.connect(p.GUI)
设置重力:接着设置仿真环境中的重力参数。
# 设置重力
p.setGravity(0, 0, -10)
加载模型:加载所需的URDF模型,如地面、机器人等。
# 加载地面模型
planeId = p.loadURDF("plane.urdf")
# 加载机器人模型
cubeStartPos = [0, 0, 1]
cubeStartOrientation = p.getQuaternionFromEuler([0, 0, 0])
boxId = p.loadURDF("r2d2.urdf", cubeStartPos, cubeStartOrientation)
运行仿真:通过循环调用stepSimulation来运行仿真,观察物理行为。
# 使用非实时仿真
useRealTimeSimulation = 0
if useRealTimeSimulation:
p.setRealTimeSimulation(1)
while True:
if useRealTimeSimulation:
p.setGravity(0, 0, -10)
sleep(0.01)
# Time in seconds.
else:
p.stepSimulation()