spencerfolk/rotorpy

解決的問題

RotorPy 提供了一個輕量級的基於 Python 的多旋翼（UAV）模擬環境，專注於真實的空氣動力學力矩（wrenches）。它允許研究人員和學生測試估計、規劃和控制演算法，特別是在空氣動力學和強風對飛行器動力學產生顯著影響的條件下，而這些因素在更簡單的模擬器中往往被忽略。

運作原理

該模擬器使用空氣動力學的集總參數表示來建模氣流和風如何影響無人機的運動。它包含一個核心模擬引擎，整合了飛行器動力學、控制器、軌跡和感測器。此外，它還配備了一個快速、非照片級真實的針孔相機感測器，用於測試基於視覺的策略和視覺里程計。

適用對象

它專為空中機器人領域的教育者和研究人員設計，特別是那些開發控制和估計演算法，或使用深度學習和強化學習來訓練 UAV 策略的人員。

亮點

• 空氣動力學建模：模擬真實的空氣動力學效應和風廓線，以挑戰控制演算法。
• 批次模擬：支援在 CPU 或 GPU 上進行並行化環境，以快速生成用於深度學習的大型資料集。
• RL 整合：包含一個自訂的 Gymnasium 環境（QuadrotorEnv），用於強化學習訓練。
• 視覺感測器：配備 PinholeCamera，將 3D 世界特徵投影到影像中，用於視覺伺服和視覺演算法。
• 可擴展架構：提供範本，讓使用者可以輕鬆加入自己的控制器、軌跡和風場。