将圆柱体看作机器人的加速和减速运动机

1. 整体思路2. 代码解析2.1 代码分布2.1.1 库2.1.2 连接物理模拟2.1.3 重力设置2.1.4 设置基础参数2.1.5 模型加载2.1.6 模型设置2.1.7 移动开始2.1.8 程序结束 2.2 代码总体 3. 效果展示4. 总结

申明：本人今年博一（地点英国），项目是与机器人有关的内容。第三次导师见面，导师让我做一个mini-experiment，用到“PyBullet”。

系列文章目录： 上一篇： PyBullet (二) 机器人手臂的简单移动 下一篇： PyBullet (四) 将圆柱体看作机器人，推动目标，让目标按照输入的路径在可移动障碍物中移动

虚拟机：VMware Workstation 16.x Pro 系统：Ubuntu20.04.1（官方下载链接） PyBullet：（官方链接）（官方指南）

1. 整体思路

将圆柱体看作是机器人来进行移动，对圆柱体施加力推动圆柱体的移动，

2. 代码解析

2.1 代码分布

2.1.1 库

import pybullet as p import time import pybullet_data

最基础的导入包啊，库啊

2.1.2 连接物理模拟

physicsClient = p.connect(p.GUI)#or p.DIRECT for non-graphical version p.setAdditionalSearchPath(pybullet_data.getDataPath()) #optionally

导入PyBullet模块后，首先要做的是 "连接 "物理模拟。PyBullet是围绕客户端-服务器驱动的API设计的，客户端发送命令，物理服务器返回状态。PyBullet有一些内置的物理服务器。DIRECT和GUI。GUI和DIRECT连接都会在与PyBullet相同的过程中执行物理模拟和渲染。

2.1.3 重力设置

p.setGravity(0,0,-9.81)

设置重力系数分别是：x方向（+：x轴正半轴；-：x轴负半轴）；y方向（+：y轴正半轴；-：y轴负半轴）；z方向（+：z轴正半轴；-：z轴负半轴）。

2.1.4 设置基础参数

cylinderStartPos = [0,0,0.3]#圆柱体的初始位置 cylinderStartOrientation = p.getQuaternionFromEuler([0,0,0])#（圆柱体）这里的参数会转换成一个四元数，可以理解成能够控制模型在空间中绕x，y，z轴旋转的参数。（参数是角度。e.g. [3.14,0,0] == [pai,0,0];[1.57,0,0] == [pai/2,0,0]。参数的正负表示旋转的不同方向。）

2.1.5 模型加载

planeId = p.loadURDF("plane.urdf") cylinderId = p.loadURDF("/home/xzs/PyBullet_Practice/bullet3-master/data/cylinder1.urdf",cylinderStartPos,cylinderStartOrientation)

cylinder1.urdf：

<?xml version="1.0"?> <robot name="myfirst"> <material name="blue"> <color rgba="0 1 1 1"/> </material> <link name="base_link"> <visual> <geometry> <cylinder length="0.6" radius="0.2"/> </geometry> <material name="blue"/> </visual> <collision> <geometry> <cylinder length="0.6" radius="0.2"/> </geometry> </collision> <inertial> <mass value="1"/> <inertia ixx="1.0" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="1.0" iyz="0.0" izz="1.0"/> </inertial> </link> </robot>

具体参数细节请访问PyBullet (二) 机器人手臂的简单移动中的“2.14模型加载（一）”

2.1.6 模型设置

p.changeDynamics(planeId,-1,lateralFriction = 0,spinningFriction = 0,rollingFriction = 0)#这里是为了设置“plane”的参数，让“plane”变成理想平面（无摩擦力）

changeDynamics 您可以使用changeDynamics改变质量、摩擦和归位系数等属性。

必需/可选参数参数名字参数类型介绍必需objectUniqueIdint对象的唯一id，由加载方法返回。必需linkIndexint链接指数或-1为基准。可选massdouble改变链接的质量(或链接指数-1的基础)。可选lateralFrictiondouble横向（线性）接触摩擦。可选spinningFrictiondouble围绕接触法线的扭转摩擦。可选rollingFrictiondouble与接触法线正交的扭转摩擦力（保持这个值非常接近于零，否则模拟会变得非常不真实）。

还有更多参数，这里仅列出了一些相对常用的，如果想了解更多参数请私戳旁边的链接（当然我会慢慢加上来，明天有和导师的会议时间比较紧，我还要写report）（官方指南）

2.1.7 移动开始

for k in range(3):#移动三个阶段 for i in range (480):#控制施加力的时间 p.applyExternalForce(cylinderId,-1,[1,0,0],[0,0,0.3],p.WORLD_FRAME)#施加延x轴正方向的力 p.stepSimulation() time.sleep(1./240.) for j in range (480):#控制施加力的时间 p.applyExternalForce(cylinderId,-1,[-1,0,0],[0,0,0.3],p.WORLD_FRAME)#施加延x轴负方向的力（为了减速） p.stepSimulation() time.sleep(1./240.)

applyExternalForce

您可以使用applyExternalForce和applyExternalTorque将力或扭矩施加到一个体上。请注意，只有在使用stepSimulation显式步进模拟时，该方法才会起作用，换句话说：setRealTimeSimulation(0)。在每次模拟步骤后，外力都会被清零。如果你使用’setRealTimeSimulation(1)，applyExternalForce/Torque将有未定义的行为（要么是0，要么是1，要么是多个力/扭矩应用）。

必需/可选参数参数名字参数类型介绍必需objectUniqueIdint对象的唯一id，由加载方法返回。必需linkIndexint链接索引或基数为-1。必需forceObjvec3, list of 3 floats要施加的力/扭矩向量[x,y,z]。参见坐标系的标志。必需posObjvec3, list of 3 floats施加力的链接位置。仅适用于 applyExternalForce. 参见坐标系的标志。必需flagsint指定力/位置的坐标系：笛卡尔世界坐标为 WORLD_FRAME，本地链接坐标为 LINK_FRAME。可选physicsClientIdint如果您连接到多个服务器，您可以选一个。

2.1.8 程序结束

p.disconnect()#有连接就有断开

2.2 代码总体

import pybullet as p import time import pybullet_data physicsClient = p.connect(p.GUI)#or p.DIRECT for non-graphical version p.setAdditionalSearchPath(pybullet_data.getDataPath()) #optionally p.setGravity(0,0,-9.81) cylinderStartPos = [0,0,0.3] cylinderStartOrientation = p.getQuaternionFromEuler([0,0,0]) planeId = p.loadURDF("plane.urdf") cylinderId = p.loadURDF("/home/xzs/PyBullet_Practice/bullet3-master/data/cylinder1.urdf",cylinderStartPos,cylinderStartOrientation) p.changeDynamics(planeId,-1,lateralFriction = 0,spinningFriction = 0,rollingFriction = 0) for k in range(3): for i in range (480): p.applyExternalForce(cylinderId,-1,[1,0,0],[0,0,0.3],p.WORLD_FRAME) p.stepSimulation() time.sleep(1./240.) for j in range (480): p.applyExternalForce(cylinderId,-1,[-1,0,0],[0,0,0.3],p.WORLD_FRAME) p.stepSimulation() time.sleep(1./240.) p.disconnect()

3. 效果展示

视频演示（Bilibili） 视频演示（YouTube）

4. 总结

像完成一个大项目先要从小项目开始慢慢学习，别看项目虽小，但是五脏俱全啊，这是为后续做铺垫。后续学习内容我一会慢慢逐一完成发布到博客里，希望大家共同进步，有问题想要讨论的尽管发在评论区。由于我是初学者，可能有好多问题我也不会，到时候大家一起讨论，共同进步！！！