• 常用的仿真工具

仿真在机器人设计过程中十分重要，可以进行快速算法验证。同时，对于机器人学习者来说，仿真工具可以大大降低学习成本。

与机器人设计工具（如Solidworks, Blender）不同，机器人仿真平台集成了物理引擎，物理引擎可以根据物体的物理属性计算运动、旋转和碰撞，广泛应用于游戏、仿真中。如下图，Nao可以推动小箱子，却推不动更重的大箱子，这是由物理引擎中的牛顿定理计算得到的。常用的机器人仿真物理引擎有Bullet, ODE, MuJoCo等，其中Bullet和ODE开源，而MuJoCo是商业引擎，Deep Mind本月发布的新的增强学习环境Control Suite中使用的引擎即是MuJoCo。（关于这几个物理引擎的比较可以见15年ICRA的论文）。

机器人中常用的仿真工具有Gazebo，V-REP，Webot。其中Webot是商业仿真工具，这里只详细比较gazebo和V-REP：

Gazebo：开源，是ROS的默认仿真器，支持Bullet和ODE引擎，由OSRF(Open Source Robotics Foundation)维护（也是现在ROS的维护者），因此对于ROS的兼容性好。Gazebo中的模型格式是基于XML的SDF(Simulation Description Format)，这有点像命令行，学习曲线较陡，但是学会后可以创造出很复杂的模型。

V-REP (Virtual Robot Experiment Platform)：教育版本可免费使用，支持Bullet、ODE和Vortex（用于流体仿真）引擎，由Coppelia Robotics开发。相比于Gazebo，V-REP内集成了大量的常见模型，建模更加简单，同时V-REP也兼容ROS。

14年的一篇论文从对ROS的兼容度、环境建模、机器人模型修改、可编程控制、CPU占用率几个方面详细比较了Gazebo和V-REP，得出的结论是Gazebo的优势在于与ROS完全兼容性、开源，而V-REP更为直观、方便使用，集成了更多的特性。

• V-REP

V-REP是一款灵活、可拓展的通用机器人仿真器，可以支持多种控制方式和编程方式。

控制方式：支持远程控制(another machine)、异步控制(another thread)和同步控制(the same thread)三种控制方式。

编程方式：支持嵌入式脚本(Embedded Scripts)、加载项(Add-ons)、插件(Plugins)、远程API、ROS节点等，交互方式如下：

在V-REP中，嵌入式脚本是一种很重要的编程方式，从上图可以看出其编程语言目前只支持Lua。Lua是由C语言编写的一门面向对象的编程语言，具有轻简、可嵌入、可跨平台等优点，也是现在人工智能的一大编程语言。有C基础的话可以很快入门Lua语言，可以参考我的笔记：Lua Tutorial

• 学习V-REP

V-REP的官方文档是学习V-REP的第一手资料，国内资料目前较少，推荐冬木远景的博客和vrep_tutorial, 以及知乎专栏Vrep机器人动力学建模仿真 。此外，Github上有很多有趣的开源项目，如

Virtual Robot Challenge

V-REP Car Simulation

NarrowDoor

更多项目：

vrep_youbot_plugin: control the v-rep youBot using ROS

quadcopter_ctrl: a framework to control a swarm of quadcopters simulated in V-Rep by using ROS

同时，V-REP安装包里也带了非常有趣的很多场景。