Вебботы

	Автономный автомобиль в Webots
Разработчик(и)	ООО "Киберботика"
Стабильная версия	Вебботы R2023b / 28 июня 2023 г.
Репозиторий	GitHub
Операционная система	Windows , Linux , MacOS
Тип	Симулятор робототехники
Лицензия	Апач 2
Веб-сайт	Веб-страница Киберботики

Webots — это бесплатный 3D- симулятор роботов с открытым исходным кодом , используемый в промышленности, образовании и исследованиях.

Проект Webots стартовал в 1996 году и первоначально был разработан доктором Оливье Мишелем из Швейцарского федерального технологического института ( EPFL ) в Лозанне , Швейцария , а затем с 1998 года компанией Cyberbotics Ltd. как проприетарное лицензионное программное обеспечение. С декабря 2018 года он распространяется под бесплатной лицензией Apache 2 с открытым исходным кодом . ^[1]

Webots включает в себя большую коллекцию свободно модифицируемых моделей роботов, датчиков, приводов и объектов. Кроме того, также можно создавать новые модели с нуля или импортировать их из программного обеспечения 3D CAD. При проектировании модели робота пользователь задает как графические, так и физические свойства объектов. Графические свойства включают форму, размеры, положение и ориентацию, цвета и текстуру объекта. Физические свойства включают массу, коэффициент трения, а также константы пружины и демпфирования . В программном обеспечении присутствует простая гидродинамика.

Webots использует ответвление ODE ( Open Dynamics Engine ) для обнаружения столкновений и моделирования динамики твердого тела. Библиотека ODE позволяет точно моделировать физические свойства объектов, такие как скорость, инерция и трение.

Webots включает в себя набор датчиков и исполнительных механизмов, часто используемых в роботизированных экспериментах, например, лидары, радары, датчики приближения , датчики освещенности, сенсорные датчики, GPS , акселерометры , камеры, излучатели и приемники, серводвигатели (вращательные и линейные), датчики положения и силы. , светодиоды, захваты, гироскопы, компас, IMU и т. д.

Программы контроллера робота можно писать вне Webots на C , C++ , Python , ROS , Java и MATLAB с использованием простого API.

Webots предлагает возможность делать снимки экрана и записывать симуляции. Миры Webots хранятся в кроссплатформенных файлах *.wbt, формат которых основан на языке VRML . Также можно импортировать и экспортировать миры и объекты Webots в формате VRML. Пользователи могут взаимодействовать с запущенной симуляцией, перемещая роботов и другие объекты с помощью мыши. Веб-боты также могут транслировать моделирование в веб-браузерах с помощью WebGL .

Моделирование Pioneer 3-AT (Adept Mobile Robots), установленного на SICK LMS 291, в Webots

Моделирование Pioneer 3-DX (мобильных роботов Adept) в Webots

Имитационная модель робота PR2 в Webots.

Имитационная модель робота Khepera III с захватом в Webots.

Имитационная модель робота-саламандры в Webots с деформируемой кожей.

Веб-интерфейс

С 18 августа 2017 года веб-сайт robotbenchmark.net предлагает бесплатный доступ к серии тестов робототехники, основанных на симуляциях Webots, через веб-интерфейс Webots. Экземпляры Webots работают в облаке, а 3D-изображения отображаются в браузере пользователя. С помощью этого веб-интерфейса пользователи могут программировать роботов на Python и пошагово изучать управление роботами.

Пример программирования контроллера

Это простой пример программирования контроллера C/C++ с помощью Webots: тривиальное поведение по предотвращению коллизий. Вначале робот бежит вперед, затем при обнаружении препятствия некоторое время вращается вокруг себя, а затем возобновляет движение вперед.

#include <webots/robot.h>
#include <webots/motor.h>
#include <webots/distance_sensor.h>

#define TIME_STEP 64

int main() {
  // initialize Webots
  wb_robot_init();

  // get handle and enable distance sensor
  WbDeviceTag ds = wb_robot_get_device("ds");
  wb_distance_sensor_enable(ds, TIME_STEP);
  
  // get handle and initialize the motors
  WbDeviceTag left_motor = wb_robot_get_device("left_motor");
  WbDeviceTag right_motor = wb_robot_get_device("right_motor");
  wb_motor_set_position(left_motor, INFINITY);
  wb_motor_set_position(right_motor, INFINITY);
  wb_motor_set_velocity(left_motor, 0.0);
  wb_motor_set_velocity(right_motor, 0.0);

  // control loop
  while (1) {
    // read sensors
    double v = wb_distance_sensor_get_value(ds);

    // if obstacle detected
    if (v > 512) {
      // turn around
      wb_motor_set_velocity(left_motor, -600);
      wb_motor_set_velocity(right_motor, 600);
    }
    else {
      // go straight
      wb_motor_set_velocity(left_motor, 600);
      wb_motor_set_velocity(right_motor, 600);
    }
    
    // run a simulation step
    wb_robot_step(TIME_STEP);
  }

  wb_robot_cleanup();
  return 0;
}

Основные области применения

Быстрое прототипирование колесных и ножных роботов
Исследование движения роботов ^[2]
Роевой интеллект (моделирование нескольких роботов) ^[3]^[4]
Искусственная жизнь и эволюционная робототехника
Моделирование адаптивного поведения ^[5]^[6]
Самопереконфигурируемая модульная робототехника ^[7]
Экспериментальная среда для компьютерного зрения
Конкурсы по обучению и программированию роботов

Включенные модели роботов

Полный и актуальный список представлен в руководстве пользователя Webots.

АИБО ERS7 и ERS210, ^[8] Sony Корпорация
БИОЛОИД (собака), Роботис ^[9]
Бо Бот
ДАРвин-ОП, Роботис
Электронная шайба
Хемиссон
НОАП-2, Fujitsu Limited
iCub , Консорциум RobotCub
iRobot Создать , iRobot
Катана IPR, Neuronics AG
Мобильный робот Хепера I, II, III, K-Team Corporation
ХР-2ХВ, ХР-3ХВ, Кондо
Коала, Корпорация K-Team
Lego Mindstorms (модель RCX Rover)
Магеллан
Нао V2, V3, Альдебаран Робототехника
MobileRobots Inc Pioneer 2, Pioneer 3-DX, Pioneer 3-AT
Пума 560, Юнимат
Разведчик 2
Креветка III, BlueBotics SA
Сюрвейер СРВ-1, Сюрвейерская корпорация
youBot, ВОЗ

Кросс-компиляция и поддержка удаленного управления.

См. также

Ссылки

^ «Версия R2019a — Webots становится открытым исходным кодом» . Киберботика. 2018.
^ «Размещение рук во время передвижения четвероногого человека у робота-гуманоида: подход динамической системы» (PDF) . Группа биологически вдохновленной робототехники. 2007.
^ «Распределенная адаптация в многороботном поиске с использованием оптимизации роя частиц» . Группа Swarm-Intelligent Systems. 2008.
^ «Сборка конфигураций в сетевой роботизированной системе: пример реконфигурируемой интерактивной настольной лампы» (PDF) . ДИСАЛ - Лаборатория распределенных интеллектуальных систем и алгоритмов. 2008.
^ Луи-Эммануэль Мартине, Денис Шейнихович, Карим Бенченан и Анджело Арлео (2011) Пространственное обучение и планирование действий в модели префронтальной кортикальной сети, PLoS Comput Biol 7 (5): e1002045. дои : 10.1371/journal.pcbi.1002045
^ Маннелла Ф., Миролли М., Бальдассар Г., Вычислительная модель роли ядер миндалевидного тела в кондиционировании второго порядка. В M. Asada et al. (ред.), От животных к аниматам 10: Материалы Десятой Международной конференции по моделированию адаптивного поведения (SAB2008), стр. 321-330. LNAI 5040 Берлин: Шпрингер.
^ «Механизм активного подключения модульных самореконфигурируемых робототехнических систем на основе физической фиксации» (PDF) . Группа биологически вдохновленной робототехники. 2008.
^ «Aibo и веб-боты: моделирование, беспроводное дистанционное управление и передача контроллера» (PDF) . Группа биологически вдохновленной робототехники. 2006.
^ Биолоид

Внешние ссылки

Киберботика

[openSourceAnnounce-1] «Версия R2019a — Webots становится открытым исходным кодом» . Киберботика. 2018.

[sDegallier07-2] «Размещение рук во время передвижения четвероногого человека у робота-гуманоида: подход динамической системы» (PDF) . Группа биологически вдохновленной робототехники. 2007.

[jPugh08-3] «Распределенная адаптация в многороботном поиске с использованием оптимизации роя частиц» . Группа Swarm-Intelligent Systems. 2008.

[cCianci08-4] «Сборка конфигураций в сетевой роботизированной системе: пример реконфигурируемой интерактивной настольной лампы» (PDF) . ДИСАЛ - Лаборатория распределенных интеллектуальных систем и алгоритмов. 2008.

[leMartinet11-5] Луи-Эммануэль Мартине, Денис Шейнихович, Карим Бенченан и Анджело Арлео (2011) Пространственное обучение и планирование действий в модели префронтальной кортикальной сети, PLoS Comput Biol 7 (5): e1002045. дои : 10.1371/journal.pcbi.1002045

[fManella08-6] Маннелла Ф., Миролли М., Бальдассар Г., Вычислительная модель роли ядер миндалевидного тела в кондиционировании второго порядка. В M. Asada et al. (ред.), От животных к аниматам 10: Материалы Десятой Международной конференции по моделированию адаптивного поведения (SAB2008), стр. 321-330. LNAI 5040 Берлин: Шпрингер.

[aSproewitz08-7] «Механизм активного подключения модульных самореконфигурируемых робототехнических систем на основе физической фиксации» (PDF) . Группа биологически вдохновленной робототехники. 2008.

[hohl06-8] «Aibo и веб-боты: моделирование, беспроводное дистанционное управление и передача контроллера» (PDF) . Группа биологически вдохновленной робототехники. 2006.

[9] Биолоид

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]