科研自动驾驶物理引擎【免费下载链接】webotsWebots Robot Simulator项目地址https://gitcode.com/gh_mirrors/web/webots点击查看免费下载本文基于 Webots 官方文档中的 R2020 版本变更记录changelog-r2020.md系统梳理 Webots R2020a、R2020a Revision 1、R2020b 及 R2020b Revision 1 四个发布节点的完整变更内容并结合当前仓库中的参考文档与 C 源码深入剖析其中影响最深远的几项技术演进WorldInfo坐标系统重构、Mesh节点对外部 3D 文件的引入、wb_robot_get_urdfURDF 导出 API 的实现机制以及 R2020b Revision 1 中对 URDF 导出与 Supervisor API 的一系列稳定性修复。读者读完后可以准确掌握 R2020 各版本的 API 行为差异并在升级或迁移 Webots 项目时定位到对应的破坏性变更。R2020 是 Webots 从数字版本号Webots 8.6切换为年份版本号R2020后的首个完整年度版本也是 ROS 2 生态深度整合、外部 3D 资源导入能力成型的关键版本。以下按发布时间从早到晚依次展开。版本发布时间线版本发布日期定位Webots R2020a2019 年 12 月 18 日年度大版本新机器人、Background 节点重构、Supervisor 力学 APIWebots R2020a Revision 12020 年 1 月 14 日R2020a 的修订版SUMO 接口改进、RangeFinder HDR 导出Webots R2020b2020 年 7 月 29 日年度大版本Mesh 节点、URDF 导出、ENU 坐标系支持、MJPEG 流媒体Webots R2020b Revision 12020 年 9 月 1 日R2020b 的修订版URDF/Supervisor API 修复与 ODE 断言移除完整的版本索引可在 changelog.md 中查看其中按 R2025、R2023、R2022、R2021、R2020 等年份版本及 Webots 8/7/6/5/4 数字版本归档了全部历史变更记录。Webots R2020aBackground 重构与 Supervisor 力学 API2019-12-18R2020a 是 2020 年的第一个大版本其变更按官方记录可分为新机器人、新样例、新功能、增强、依赖更新与清理六大类。新机器人与新样例新增多款 PAL Robotics 的 TIAGo 机器人TIAGo Base、TIAGo Iron、TIAGo Steel、TIAGo Titanium 与 TIAGopp新增 Festo 的 Robotino 3 模型新增 Robotis 的 TurtleBot3 Burger 及其LDS-01激光雷达传感器新增complete_apartment公寓世界样例。Background 节点重构R2020a 对 Background 节点做了一次较为彻底的重构官方记录列出了以下要点新增Background.luminosity字段指定 Background 节点对光照的贡献度该字段在TexturedBackground与TexturedBackgroundLight两个 PROTO 节点中开放为加快加载速度移除了对等距柱状投影equirectangular纹理的支持移除Cubemap节点以提升一致性弃用非 HDR 背景恢复Background.*Url字段且这些字段仅支持JPEG与PNG格式引入Background.*IrradianceUrl字段用于定义HDR辐照度贴图新增图像处理工具辅助完成HDR格式与等距柱状投影的转换对应仓库中的 scripts/image_tools/ 目录包含equirectangular_to_cubemap.py、downscale_hdr.py等脚本新增entrance_hallHDR 背景。新增 Supervisor 力学与节点导入 APIR2020a 新增了若干 Supervisor API使控制器可以在运行中直接对物理世界施加外力并动态导入/删除节点对 Solid 节点施加速度/力/力矩的三个函数wb_supervisor_node_add_force、wb_supervisor_node_add_force_with_offset与wb_supervisor_node_add_torque对SFNode字段进行节点导入与移除的三个函数wb_supervisor_field_remove_sf、wb_supervisor_field_import_sf_node与wb_supervisor_field_import_sf_node_from_string。这些函数的完整签名与行为说明见 supervisor.md。值得注意的是R2020a 还带来了一处破坏性 API 变更wb_robot_set_mode()的参数类型由void *改为const char *直接调用该函数的 C/C 控制器在升级后需要相应修改传参方式。其他增强与 bug 修复R2020a 的主要增强还包括MultiSenseS21与SickLdMrsPROTO 的physics字段更名为enablePhysicsSick LD MRS PROTO 支持400001、400102、400001S01、400102S01与800001S01五种型号改进wb_supervisor_simulation_reset使其不再重启控制器如确需重启可单独调用wb_supervisor_node_restart_controllerABB IRB 4600/40 PROTO 根节点由 Solid 改为 Robot便于任意场景插入当Robot.synchronization字段为TRUE时Webots 会等待外部控制器连接后再启动仿真场景树中节点名旁边显示设备名拆分 Webots 库与控制器库避免与外部库冲突E-puck2 新增 pi-puck 扩展、距离传感器噪声标定修复及网格与外观改进在线 3D 查看器webots.min.js改进支持 Bloom 后处理效果、支持ImageTexture.filtering字段、控制台增加清屏按钮robotbenchmark 世界整体画质提升PBR 材质与 HDR 背景新增 Webots 偏好设置清理脚本参见 scripts/preferences_cleaner/README.mdLinux 平台新增 Python 3.8 支持。修复方面涵盖了wb_supervisor_node_reset_physics()/wb_supervisor_simulation_reset_physics()对动态物体失效、Lidar 点云访问、PythonDisplay.imageNew()的列主序数据重排与内存泄漏、Nao.selfCollision脚部包围体重叠、红外距离传感器与 Plane 的碰撞检测、相机渲染顺序的确定性、MATLAB API 中缺失的WB_NODE_NORMAL类型与wb_robot_set_mode()等。依赖方面R2020a 将 Windows 与 macOS 上的 Qt 升级至 5.13.1清理项中则彻底移除了原生 Qt 机器人窗口robot window的支持包括其文档、默认 Makefile.include 中自动链接 Qt 库的逻辑、samples/howto/gui_tracker.wbt仿真及 OSM 导入机器人窗口。Webots R2020a Revision 1SUMO 接口与 HDR 深度图导出2020-01-14R2020a Revision 1 是一个小幅修订版变更集中在新增ScratchedPaint外观材质SUMO 接口改进优先使用系统中已安装的 SUMO 版本如有并兼容 SUMO 1.4工厂大厅环境样例改进修复wb_supervisor_node_add_force_with_offset()施力方向错误修复 ABB IRB 4600/40 的默认控制器修复 libController 依赖导致的外部控制器问题破坏性变更wb_range_finder_save_image改为支持 HDR 格式输出取代了原来的 TIFF 格式。该函数的当前行为说明见 rangefinder.md——函数返回 0 表示保存成功且不应在wb_robot_step_begin与wb_robot_step_end之间调用清理项OpenCV 不再随 Webots 一起分发用户如需 OpenCV 需自行安装。Webots R2020bMesh 节点、URDF 导出与 ENU 坐标系2020-07-29R2020b 是 2020 年变更最密集的版本官方发布说明见 Webots-2020-b-release.md。以下按新机器人、新功能、增强、依赖与修复逐项展开。新机器人Boston Dynamics 的Spot四足机器人模型PR #1553FP Robotics 的P-Rob 3协作机械臂PR #1657由 Matt Denton 贡献的、受《星球大战》启发的 scout RX28 双足行走机器人演示PR #1742世界文件位于 projects/robots/micromagic/scout/worlds/scout.wbtMercedes-Benz Sprinter 厢式货车模型PR #1540。Mesh 节点外部 3D 文件导入R2020b 最重要的新节点是 Mesh。该节点表示从 3D 建模软件导出的外部 3D 文件形状既可用作图元也可作为碰撞检测基元boundingObject使用字段定义如下Mesh { field MFString url [ ] field SFBool ccw TRUE field SFString name field SFInt32 materialIndex -1 }从 mesh.md 的字段说明可以确认其行为细节url字段定义 3D 文件支持http:///https://远程地址或相对路径搜索规则与 ImageTexture 相同不推荐绝对路径ccw指示面顶点是否按逆时针排列name指定包含哪个子网格空字符串表示全部包含仅对 Collada 文件有效materialIndex仅对 Collada 文件有效取负值时表示包含文件中全部几何体。配合 PR #1463R2020b 支持导入的文件格式包括3D Studio mesh.3ds、Blender.blend、Biovision Hierarchy.bvh、Collada.dae、Filmbox.fbx、STL.stl、Wavefront.obj与 X3D。若文件包含多个网格将被合并为一个。R2020b 同时依赖此次升级的 Assimp 5.0.1Linux 与 macOS完成实际的多格式解析这也是该版本依赖更新条目中Upgraded to Assimp 5.0.1与 Mesh 导入共用同一 PR#1463的原因。wb_robot_get_urdfURDF 导出 APIR2020b 为 Robot 节点新增了wb_robot_get_urdf函数PR #1706允许控制器将当前机器人模型导出为 URDFROS 生态中表示机器人模型的 XML 格式。该函数在各语言控制器库中的声明为const char *wb_robot_get_urdf(const char *prefix);class Robot: def getUrdf(self, prefix):public class Robot { public String getUrdf(String prefix); }prefix参数用于在多机器人系统中为导出的 link/joint 名称添加前缀以区分不同机器人。从 robot.md 的函数说明可知其导出规则Webots 节点在尽可能合并时会被压缩为单个 URDF link 以简化模型若希望某个 Webots 节点作为独立 URDF link 导出只需为其定义name字段URDF joint 以对应 Webots 关节上的 position sensor 命名。从源码结构看该功能的实现位于 src/webots/nodes/WbRobot.cpp控制器请求触发mNeedToWriteUrdf标志后Webots 在回包中写入C_ROBOT_URDF消息类型内部通过WbWriter以modelName() .urdf为文件名写出 URDF 头部、调用write(writer)递归遍历机器人子树写出 link/joint 数据、再写尾部最后将序列化后的 URDF 字符串通过数据流回传给控制器。这一实现路径也解释了 R2020b Revision 1 中随后修复的两类问题——导出的 joint 缺少limit元素、axis元素错误均由 PR #2062 修复。WorldInfo 坐标系统重构ENU/NUER2020b 中最具迁移影响力的破坏性变更是 WorldInfo 节点的重构gravity字段由三维向量改为单一浮点值重力加速度大小northDirection字段被coordinateSystem字段取代可取NUEWebots 传统坐标系或ENUROS 坐标系后成为默认值用于定义重力与笛卡尔轴向。结合当前仓库中的 worldinfo.md 参考文档WorldInfo的完整字段现状为WorldInfo { SFString coordinateSystem ENU # {ENU, NUE, EUN} SFFloat gravity 9.81 # [0, inf) ... }coordinateSystem当前实际支持三种取值ENUEast 沿 X、North 沿 Y、Up 沿 Z机器人与 ROS 中最通用的轴向约定即 REP-0103 所规定的约定、NUENorth 沿 X、Up 沿 Y、East 沿 ZWebots 传统约定、EUNEast 沿 X、Up 沿 Y、North 沿 Z。切换坐标系会直接影响 Accelerometer、Altimeter、Compass、InertialUnit 与 GPS 等设备的返回值。R2020b 官方发布说明中明确指出这一变更使 Webots 完整支持了 ROS 所采用的 ENU 轴向约定是 ROS 2 集成webots_ros2包支持 Eloquent 与 Foxy的基础设施。Track 纹理动画自动适配时间步R2020b 改进了 Track 的textureAnimation字段SFVec2f textureAnimation 0 0纹理滚动速度现在会自动考虑世界basicTimeStep的取值无需用户按时间步手动换算滚动速率同时ConveyorBeltPROTO 移除了该字段因为传送带速度已由自身参数定义。其他新功能与增强R2020b 的功能与增强清单还包括新增两个获取 PROTO 内部字段的 Supervisor 函数wb_supervisor_node_get_from_proto_def与wb_supervisor_node_get_proto_fieldPR #1331新增mjpegWeb 流媒体模式PR #1352相比 X3D 模式加载更快、图像保真度更高代价是更高的带宽与服务端 CPU/GPU 占用Webots 偏好设置中新增全局纹理最大过滤参数选项PR #1851新增 Show Normals 可选渲染模式PR #1740macOS 与 Windows 新增 Python 3.8 支持上下文菜单新增 Convert Root to Base Node(s)可将 PROTO 节点转为基础节点而不转换其嵌套 PROTOPR #1309新增OfficeChairPROTO 对象与ConveyorPlatform传送平台 PROTO 对象TruckPROTO 新增wheelbase、kingPinDistance、mass字段TruckTrailerPROTO 新增length、kingPinDistance、wheelAxles、mass字段且其texture字段被替换为appearance字段新增七种外观材质Marble、MetalStainlessSteelCable、Pavement、Plastic、Parquetry、PerforatedMetal与SolarCellCarPROTO 的maxWheelVelocity字段被替换为表示整车最大速度的maxVelocity字段PR #1552S/MFRotation字段支持四元数编辑字段编辑器自旋框仅递增最后一位小数ros_python与universal_robots_ros仿真改为使用外部控制器extern controllers而非内嵌 ROS 库RobotisOp2、RobotisOp3、UR3e、UR5e、UR10e机器人新增supervisor字段e-puck PROTO 新增 Gyro 节点wb_supervisor_movie_is_ready与wb_supervisor_movie_failed在未调用wb_robot_step时也能返回更新值控制台三项改进可按日志类型与来源过滤显示的上下文菜单、支持同时打开多个控制台、支持更多 ANSI 转义码并移除控制器名前缀View Scene Interactions 菜单新增禁用 3D 场景交互的选项KUKA youBot 支持可变数量机械臂ABBIrb4600-40PROTO 新增staticBase字段Universal Robots UR3e/UR5e/UR10e 的 ROS 控制器新增--node-name参数以支持多机器人仿真ROS 库从默认控制器路径中移除避免与其他库冲突几何节点编辑器中显示三角形数量。依赖更新方面R2020b 宣布支持 Ubuntu 20.04 LTS并将 Windows 与 Linux 上的 Qt 升级至 5.15.0、Linux 与 macOS 上的 Assimp 升级至 5.0.1。R2020b 清理项破坏性变更提示官方用加粗标记的两项清理对升级用户影响最大Robot.controllerArgs的类型由SFString修正为MFStringPR #1718——多控制器参数世界文件需按字符串数组书写移除无用的wb_robot_get_controller_arguments()函数并弃用wb_robot_get_controller_name()PR #1718。另有ChequeredParquetry、DarkParquetry、SlatePavement、SquarePavement、StonePavement五种外观材质被弃用使用已弃用 Qt 机器人窗口的控制器不再自动获得 Qt 库路径需改在runtime.ini中显式指定。R2020b 主要 bug 修复R2020b 的修复列表覆盖了渲染、物理、PROTO 机制与 API 正确性四大类摘录关键项3D 视图中旋转手柄的可用性问题PR #2019三角网格的随机碰撞检测错误PR #1994Accelerometer 测量值错误PR #1947程序化 PROTO 重新生成后控制器程序中节点/字段引用失效PR #1922设置触发父 PROTO 重新生成的字段为非法值、将此类字段中的 PROTO 转基础节点、删除此类字段中的节点时的崩溃PR #1868含 Display 设备的仿真重新加载或复位时的崩溃PR #1865UnevenTerrain包围体与视觉形状不匹配问题并移除了其textureScale字段PR #1792DistanceSensor 探测无纹理形状时返回值错误PR #1826异步控制器下视频录制异常PR #1927Windows 下从cmd.exe启动的 JPEG 纹理错误通过重命名为webots-bin.exe并创建webotsw.exe/webots.exe两个启动器解决PR #1532wb_supervisor_node_add_force()等函数未唤醒节点的问题PR #1953wb_camera_save_image保存 JPEG 图像时的缺陷PR #1285wb_supervisor_field_set_sf_rotation/wb_supervisor_field_set_mf_rotation对非归一化旋转的处理PR #1459零重力下 InertialUnit 节点崩溃PR #1466MATLAB API 修复PR #1378及 Windows 上 MATLAB R2017b 的支持PR #1462。Webots R2020b Revision 1URDF 与 Supervisor API 稳定性修复2020-09-01R2020b Revision 1 以增强与 bug 修复为主其中几项直接完善了 R2020b 引入的新 API。增强inverse_kinematics控制器改用 URDF 定义替代硬编码机器人模型PR #2062这是wb_robot_get_urdf上线后的第一个内部受益者——IK 求解器直接消费导出的 URDF 结构macOS 支持 Homebrew 安装的 Python 3.7 与 3.8PR #2079wb_robot_get_urdf的导出改进为包含 bounding objectPR #2113使 URDF 中的 link 拥有与 Webots 一致的碰撞几何描述在 Shape 包含 PointSet 或 IndexedLineSet 几何体时使用 PBRAppearance 会给出警告PR #2142因为 PBR 材质不适用于这两类非面几何移除 ODE 的全部断言以加快仿真速度PR #2141OSM importer 升级至 Python 3。bug 修复修复集中于 Supervisor API、PROTO 机制与 URDF 导出删除父节点后 Supervisor API 内部节点列表残留的问题PR #2123使用 Supervisor API 移除 Robot 节点本身的崩溃PR #2006外部 Robot 控制器退出后新控制器连接同一机器人的多种问题PR #2152选择含机械闭环的机器人时的崩溃PR #2117插入空 PointSet 节点的崩溃PR #2182UnevenTerrain尺寸错误与 ElevationGrid 纹理映射问题PR #2185wb_supervisor_node_get_orientation返回矩阵中残留的缩放因子PR #2112ROS API 中单位矩阵到四元数的转换错误PR #2112ROS 控制器发布 topic 的时间戳错误PR #2127camera/recognition_objects topic 在 camera/image topic 无订阅者时不发布的问题PR #2115PROTO 默认参数值中定义的 DEF 节点查找失败PR #2107从场景树修改触发 PROTO 重新生成的字段时部分 PROTO 节点崩溃PR #2100嵌套 PROTO 节点的字段修改不生效PR #2063Windows 上使用gd模块生成程序化 PROTO 节点的问题PR #2070vision 样例仿真修复PR #2143流媒体服务器协议 bug 修复并新增仿真服务器中 X3D/MJPEG 模式选择支持PR #2077Linux 上 firejail 运行机器人控制器的问题PR #2071HelicoidalRoadSegmentPROTO 的roadBorderWidth字段错误PR #2099Camera、Lidar、RangeFinder 在异步控制器中的使用问题PR #2138URDF 导出补全 joint 的limit元素并修正axis元素PR #2062macOS 移除内置ros控制器官方记录明确要求改用自定义 Python ROS 控制器实现robotino3世界中 Robotino3Webcam 相机的near字段错误与 Lights 朝向错误PR #2051automobile_window机器人窗口中多余显示的indicator_lever_motor电机PR #2162。对升级与迁移的实际影响从四个版本节点的变更密度与破坏性标记来看基于 R2020 分支开发的项目在升级检查时应当重点关注以下事项坐标系WorldInfo中northDirection已不存在世界文件应显式声明coordinateSystemENU/NUE/EUNgravity为标量ROS 集成项目应保持默认的 ENUURDF 导出wb_robot_get_urdf从 R2020b 可用R2020b Revision 1 起才包含 bounding object 且 joint 的limit/axis正确对 URDF 精度敏感的工具链RViz 显示、MoveIt 规划建议在 R2020b Revision 1 上使用RangeFinder 图像保存R2020a Revision 1 起wb_range_finder_save_image输出 HDR 而非 TIFF依赖 TIFF 后处理的脚本需调整控制器参数Robot.controllerArgs自 R2020b 起为MFString数组wb_robot_get_controller_arguments()已被移除外部 3D 资源Mesh 节点与文件导入.obj/.dae/.stl/.fbx/.3ds/.blend/.bvh/.x3d自 R2020b 可用解析依赖 Assimp 5.0.1Linux/macOS运行环境R2020b 起支持 Ubuntu 20.04 LTSQt 5.15.0Windows/Linux与 Python 3.8全平台macOS 于 R2020b Revision 1 起支持 Homebrew 的 Python 3.7/3.8。以上结论均可在当前仓库中交叉验证变更明细见 docs/reference/changelog-r2020.md两个年度版本的发布说明见 docs/blog/Webots-2020-a-release.md 与 docs/blog/Webots-2020-b-release.md涉及的节点与 API 参考文档分别位于 worldinfo.md、mesh.md、robot.md、supervisor.md、track.md、rangefinder.mdURDF 导出的底层实现位于 src/webots/nodes/WbRobot.cpp。赞分享科研自动驾驶物理引擎【免费下载链接】webotsWebots Robot Simulator项目地址https://gitcode.com/gh_mirrors/web/webots点击查看免费下载相关推荐pi-subagents 依赖管理包管理与版本控制的专业方法pi subagents 依赖管理包管理与版本控制的专业方法 pi subagents 是一个强大的Pi扩展专注于子代理任务委派与版本控制管理。这款工具通过人工智能AI Agent多智能体Agent 编排代码智能体Rack 版本变更记录详解Keep A Changelog 规范、3.x 版本演进与安全修复节奏Rack 版本变更记录详解Keep A Changelog 规范、3.x 版本演进与安全修复节奏 Rack 作为 Ruby 生态的模块化 Web 服务器接口后端React-Toastify版本历史重要功能演进与变更记录React Toastify版本历史重要功能演进与变更记录 你还在为React应用中的通知系统开发头疼吗从简单提示到企业级通知中心React ToastiUI组件创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考