DASA数字孪生机器人概念

我们在 虚幻引擎 (UE) 的帮助下在 DASA 中建立了数字孪生机器人概念。 UE 是 Epic Games 开发的 3D 计算机图形游戏引擎，广泛应用于视频游戏、电影和电视。我们在 DASA 中利用强大的 UE 功能来实现外观逼真的数字机器人，并允许与现实中的对应机器人进行实时同步。

../_images/robot_view.png

软件构成

../_images/ue_robot_comp.png

数字孪生机器人概念由几个组件组成，如上图所示：

  • DASA 基础设施软件模块：DASA 软件提供机器人定位、通信和消息同步，如教程 Start Localization Process in Indoor DASA System 中所示。该软件位于 ~/DASA_space/catkinws_dasa。

  • UE 引擎：UE 4.27 引擎安装在 DASA 桌面中，该桌面随我们的解决方案一起提供，位于 /home/dasa/src/UnrealEngine-4.27-plus 下，我们为 DASA 机器人创建带有插件的定制项目。

  • Airsm ROS 包装器：Airsim ROS 包装器通过向 ROS 网络公开接口，实现与 UE 引擎中的数字机器人的交互。

设置步骤

  1. 机器人端

    我们需要在机器人机载电脑端安装和编译最新的catkinws_dasa工作区软件，参考:ref:tutorial_indoor_loco，并设置好在局域网内同步的topic信息， 以下是 1 架无人机和 2 辆无人车的共享话题：

    '/dasa/local_position/pose',
/uav1/dasa/local_position/pose', '/uav1/dasa/local_position/velocity',
'/rover2/dasa/local_position/pose', '/rover2/dasa/local_position/velocity',
'/rover3/dasa/local_position/pose', '/rover3/dasa/local_position/velocity'

  2. DASA 计算机配置

    • 我们必须以与机器人端相同的方式安装和构建 catkinws_dasa 工作区。

    • 我们需要配置位于文件 ~/Documents/Airsim/settings.json 中的 Airsim 插件。默认情况下，用户不需要更改该文件。请记住在进行任何修改之前备份它。

如何启动

  1. 机器人端

我们需要打开 DASA_SWARM 路由器，然后启动每个机器人。默认情况下，每个机器人将启动与 catkinws_dasa 工作区对应的节点并连接到 DASA_SWARM 网络。用户也可以参考教程 Start Localization Process in Indoor DASA System 了解详细信息。

  1. DASA 计算机配置

    • 通过ping指令查看各机器人是否连接到本地局域网，例如：

    ping uav1
ping rover2
ping rover3

# or ping their corresponding ip address directly
ping 192.168.0.101
ping 192.168.0.102
ping 192.168.0.103

    如果ping有返回值，证明各机器人端已经联网，否则需要查看和排查网络连接情况。

    • 启动~/DASA_space/catkinws_dasa/scripts目录下的run_gcs_visualization.sh脚本，之后通过rostopic 指令，我们可以看到所有机器人发布的位姿话题。

    • 启动UE引擎，并运行城市沙盘项目，点击play按钮。

    • 启动Airsim的ROS wrapper，之后可以尝试手动移动机器人查看UE引擎显示，正常情况下虚拟世界的机器人位姿和实际的是同步的

    ~/src/cloudkernel_proj/Airsim/ros
source devel/setup.bash;
roslaunch airsim_ros_pkgs airsim_node.launch;
../_images/ros_demo.jpg