Isaac-gym(3): 官方文档——programming之仿真设置

PS：源于官方说明文档。本人不用的地方不做展开

1. Isaac Gym模拟

Isaac Gym提供了一个模拟界面，可以让您创建用于训练智能代理的动态环境。
API是面向过程和数据的，而不是面向对象的。
可以访问CPU或GPU张量形式的模拟数据，这些数据可以与PyTorch等常见深度学习框架共享。

gymapi
定义了核心API，包括支持的数据类型和常量

from isaacgym import gymapi

所有Gym API函数都可以作为启动时获取的单一Gym对象的方法进行访问

gym = gymapi.acquire_gym()

2. 创建模拟环境

2.1 使用`create_sim`

sim_params = gymapi.SimParams()
sim = gym.create_sim(compute_device_id, graphics_device_id, gymapi.SIM_PHYSX, sim_params)

sim包含物理与图形信息，用于加载资源、创建环境以及与仿真交互
参数释义：

参数	含义
compute_device_id	计算设备序号，选择GPU进行物理模拟
graphics_device_id	图形设备序号，选择GPU进行渲染（需要任何传感器渲染可以置-1）
gymapi.SIM_PHYSX	指定要使用的物理后端（`SIM_PHYSX`或者`SIM_FLEX`）
sim_params	其他模拟参数

关于物理后端SIM_PHYSX或者SIM_FLEX：

PHYSX	FLEX
后端提供健壮的刚体和关节模拟，可以在CPU或GPU上运行。它是目前唯一一个完全支持新tensor API的后端。	提供完全在GPU上运行的柔体和刚体模拟，但它还不完全支持tensor API。

关于sim_params ：
用于配置物理模拟的详细信息，例如：

# get default set of parameters
sim_params = gymapi.SimParams()# set common parameters
sim_params.dt = 1 / 60
sim_params.substeps = 2
sim_params.up_axis = gymapi.UP_AXIS_Z
sim_params.gravity = gymapi.Vec3(0.0, 0.0, -9.8)# set PhysX-specific parameters
sim_params.physx.use_gpu = True
sim_params.physx.solver_type = 1
sim_params.physx.num_position_iterations = 6
sim_params.physx.num_velocity_iterations = 1
sim_params.physx.contact_offset = 0.01
sim_params.physx.rest_offset = 0.0# set Flex-specific parameters
sim_params.flex.solver_type = 5
sim_params.flex.num_outer_iterations = 4
sim_params.flex.num_inner_iterations = 20
sim_params.flex.relaxation = 0.8
sim_params.flex.warm_start = 0.5# create sim with these parameters
sim = gym.create_sim(compute_device_id, graphics_device_id, physics_engine, sim_params)

2.2 轴的朝向与地平面设置

关于轴的朝向
Isaac Gym支持y-up和 z-up 两种模拟。
重点在于在创建模拟时，调整SimParams中的up_axis和gravity，例如

sim_params.up_axis = gymapi.UP_AXIS_Z
sim_params.gravity = gymapi.Vec3(0.0, 0.0, -9.8)

关于地平面设置
在非零重力的情况下可以设置如下：

# configure the ground plane
plane_params = gymapi.PlaneParams()
plane_params.normal = gymapi.Vec3(0, 0, 1) # z-up!
plane_params.distance = 0
plane_params.static_friction = 1
plane_params.dynamic_friction = 1
plane_params.restitution = 0# create the ground plane
gym.add_ground(sim, plane_params)

normal定义平面方向，并取决于上方向轴的选择：

z-up	y-up
(0, 0, 1)	(0, 1, 0)

参数	含义
`distance`	平面与原点的距离
`static_friction`	静摩擦系数
`dynamic_friction`	动摩擦系数
`restitution`	控制与地平面碰撞的弹性（反弹量）

3. 资源加载

支持加载URDF、MJCF和USD文件格式；
加载资源时，可以指定资源根目录和相对于根的资源路径：

asset_root = "../../assets"
asset_file = "urdf/franka_description/robots/franka_panda.urdf"
asset = gym.load_asset(sim, asset_root, asset_file)

使用文件扩展名来确定资产文件格式：

扩展名	文件
.urdf	URDF files
.xml	MJCF files
.usd/.usda	USD files

Gym API特定于格式的方法：load_asset_urdf、load_asset_mjcf、load_asset_usd

想导入其他外部信息：使用参数AssetOptions

4. 环境与执行器

环境由一起模拟的参与者和传感器的集合组成。环境中的参与者彼此进行物理交互。它们的状态由物理引擎维护，可以使用稍后讨论的控制API进行控制。放置在环境中的传感器（如摄像头）将能够捕获该环境中的参与者。
Isaac Gym能够将环境的多个实例打包到单个模拟中；可以随机化每个环境中的初始条件，例如布局、演员姿势，甚至演员本身。可以随机化所有参与者的物理、视觉和控制属性。
在添加参与者之前，必须创建一个环境：

spacing = 2.0
lower = gymapi.Vec3(-spacing, 0.0, -spacing)
upper = gymapi.Vec3(spacing, spacing, spacing)env = gym.create_env(sim, lower, upper, 8)
# 8表示每行8个小环境

要将执行器添加到环境中，必须指定源资源、所需姿势和其他一些详细信息：

pose = gymapi.Transform()
# 使用位置向量p和方向四元数r在环境局部坐标中定义执行器的位姿态
pose.p = gymapi.Vec3(0.0, 1.0, 0.0)
pose.r = gymapi.Quat(-0.707107, 0.0, 0.0, 0.707107) # 绕x轴旋转-90度
# Quat的顺序： (x, y, z, w) （将使用z向上约定定义的资源加载到使用y向上约定的模拟中时，需要进行这种旋转。）#Isaac Gym提供了一个方便的数学助手集合，其中包括四元数实用程序，因此四元数可以以轴角度形式定义，如下所示：
pose.r = gymapi.Quat.from_axis_angle(gymapi.Vec3(1, 0, 0), -0.5 * math.pi)actor_handle = gym.create_actor(env, asset, pose, "MyActor", 0, 1)
# "MyActor"：自己给执行器的命名，需为同一环境中的所有参与者指定唯一的名称；
# 可以通过保存句柄`create_actor`来查找自己的执行器，而不使用其名称。
# 0：collision_group， 物理模拟用
# 1：collision_filter ，物理模拟用

在单个循环中初始化所有环境

# set up the env grid
num_envs = 64
envs_per_row = 8
env_spacing = 2.0
env_lower = gymapi.Vec3(-env_spacing, 0.0, -env_spacing)
env_upper = gymapi.Vec3(env_spacing, env_spacing, env_spacing)# cache some common handles for later use
envs = []
actor_handles = []# create and populate the environments
for i in range(num_envs):env = gym.create_env(sim, env_lower, env_upper, envs_per_row)envs.append(env)height = random.uniform(1.0, 2.5)pose = gymapi.Transform()pose.p = gymapi.Vec3(0.0, height, 0.0)actor_handle = gym.create_actor(env, asset, pose, "MyActor", i, 1)actor_handles.append(actor_handle)

TIPS：

指定给每个参与者的冲突组对应于环境索引，这意味着来自不同环境的参与者不会在物理上相互交互。

5. 运行模拟

设置环境栅格和其他参数后，可以开始模拟。这通常在循环中完成，其中循环的每个迭代对应于一个时间步长：

while True:# step the physicsgym.simulate(sim)gym.fetch_results(sim, True)

6. 添加查看器

默认情况下，模拟不会创建任何视觉反馈窗口。
Isaac Gym提供了一个简单的集成查看器，可以让您查看模拟中发生的情况：

cam_props = gymapi.CameraProperties()
viewer = gym.create_viewer(sim, cam_props)
# 将弹出一个带有默认尺寸的窗口，可以设置isaacgym.gymapi.CameraProperties调节尺寸

为了更新查看器，可以在模拟循环的每次迭代期间执行以下代码：

gym.step_graphics(sim);
gym.draw_viewer(viewer, sim, True)

step_graphics	draw_viewer
将模拟的可视化表示与物理状态同步	查看器中渲染最新快照

要使可视化更新频率与实时同步，可以在循环迭代结束时添加以下语句：

gym.sync_frame_time(sim)
#这将使模拟速率降低到实时。如果模拟运行速度低于实时速度，则此语句将无效。

如果希望在查看器窗口关闭时终止模拟，可以使用query_viewer_has_closed：

while not gym.query_viewer_has_closed(viewer):# step the physicsgym.simulate(sim)gym.fetch_results(sim, True)# update the viewergym.step_graphics(sim);gym.draw_viewer(viewer, sim, True)# Wait for dt to elapse in real time.# This synchronizes the physics simulation with the rendering rate.gym.sync_frame_time(sim)

可使用F11切换查看器的全屏模式

6.1 查看器的GUI

创建查看器时，屏幕左侧将显示一个简单的图形用户界面。可以使用**“Tab”**键打开和关闭GUI的显示。
GUI有4个单独的选项卡：Actors、Sim、Viewer和Perf。

选项	作用
Actors	提供了选择环境和该环境中的参与者的功能
Sim	显示物理模拟参数
Viewer	允许自定义常见的可视化选项，能够在查看实体的图形表示和物理引擎使用的物理形状之间切换
Perf	显示内部测量的性能；Performance Measurement Window”（性能测量窗口）指定测量性能的帧数

Actors的三个子选项卡：

子选项	作用
Bodies	提供有关活动参与者刚体的信息。它还允许更改执行器身体的显示颜色，并切换身体轴的可视化
DOFs	自由度的信息
Pose Override-姿势覆盖	使用执行器的自由度手动设置演员的位姿。启用此功能后，将使用滑块在用户界面中设置的值替代选定执行器的姿势和驱动目标。

6.2 自定义鼠标/键盘输入

要从查看器获取鼠标/键盘输入，可以订阅和查询动作事件。示例examples/projectiles.py:

gym.subscribe_viewer_keyboard_event(viewer, gymapi.KEY_SPACE, "space_shoot")
gym.subscribe_viewer_keyboard_event(viewer, gymapi.KEY_R, "reset")
gym.subscribe_viewer_mouse_event(viewer, gymapi.MOUSE_LEFT_BUTTON, "mouse_shoot")
...
while not gym.query_viewer_has_closed(viewer):...for evt in gym.query_viewer_action_events(viewer):

7. 退出

退出时，应按如下方式释放sim卡和查看器对象：

gym.destroy_viewer(viewer)
gym.destroy_sim(sim)

Isaac-gym(3): 官方文档——programming之仿真设置相关推荐

写最好的Docker安装最新版MySQL8（mysql-8.0.31）教程（参考Docker Hub和MySQL官方文档）
一.前言 MySQL官方安装包下载地址: https://dev.mysql.com/downloads/mysql/ Docker Hub官方网址: https://hub.do ...
[译]1-Key-Value Coding Programming Guide 官方文档第一部分
Key-Value Coding Programming Guide 官方文档第一部分 2018.9.20 第一次修正 iOS-KVC官方文档第一部分 Key-Value Coding Program ...
Swift 4官方文档中文版 The Basic(上)
Swift学习交流群: 313838956 本群由Guards翻译组创建并维护, 志于给认真想学习Swift的同学打造一个良好的交流圈子. 该文章翻译自Apple官方文档: The Swift 4 P ...
python爬虫----（4. scrapy框架，官方文档以及例子）
为什么80%的码农都做不了架构师?>>> 官方文档: http://doc.scrapy.org/en/latest/ github例子: https://github.com ...
re python 引擎_转 python内置正则表达式（re）模块官方文档简要中文版
学习正则表达式,最好的教材是<精通正则表达式>,而要精通NFA正则表达式,使用了NFA引擎的python正则模块官方文档就是最好的教材,大部分的功能同样在其他使用传统NFA引擎的正则包里受 ...
Spring Data Commons 官方文档学习
Spring Data Commons 官方文档学习 -by LarryZeal Version 1.12.6.Release, 2017-07-27 为知笔记版本在这里,带格式. Table o ...
c oracle帮助文档下载,Oracle 19c 官方文档——Concepts
Oracle 19c 官方文档--Concepts 免费专栏简介 19c 作为 Oracle 12c 的最终版以及稳定版,在正式的 Linux 版本出来之前,先熟悉其各个部分的特性是必须的,以此为目 ...
[Linux Kernel] memory-barriers 内存屏蔽官方文档
文章目录 DISCLAIMER | 免责声明 CONTENTS | 目录一.ABSTRACT MEMORY ACCESS MODEL | 抽象内存访问模型 1. DEVICE OPERATIONS ...
【读官方文档，学原味技术】SpringBoot-Staters和自定义Starter
spring-boot-reference 如果不想阅读英文原文,你可以直接读本文的[TS]标注参考翻译内容.由于本人水平有限,如有理解错误,烦请指正,互相交流. Lire les documents ...

Isaac-gym(3): 官方文档——programming之仿真设置

1. Isaac Gym模拟

2. 创建模拟环境

2.1 使用`create_sim`

2.2 轴的朝向与地平面设置

3. 资源加载

4. 环境与执行器

在单个循环中初始化所有环境

5. 运行模拟

6. 添加查看器

6.1 查看器的GUI

6.2 自定义鼠标/键盘输入

7. 退出

Isaac-gym(3): 官方文档——programming之仿真设置相关推荐

最新文章

热门文章

Isaac-gym(3): 官方文档——programming之仿真设置

1. Isaac Gym模拟

2. 创建模拟环境

2.1 使用create_sim

2.2 轴的朝向与地平面设置

3. 资源加载

4. 环境与执行器

在单个循环中初始化所有环境

5. 运行模拟

6. 添加查看器

6.1 查看器的GUI

6.2 自定义鼠标/键盘输入

7. 退出

Isaac-gym(3): 官方文档——programming之仿真设置相关推荐

最新文章

热门文章

2.1 使用`create_sim`