unitreerobotics/unitree_mujoco

# 简介 ## Unitree mujoco `unitree_mujoco` 是一个基于 `Unitree sdk2` 和 `mujoco` 开发的仿真器。用户可以轻松地将使用 `Unitree_sdk2`、`unitree_ros2` 和 `unitree_sdk2_python` 开发的控制程序集成到该仿真器中，实现从仿真到物理开发的无缝过渡。本仓库包含用 C++ 和 Python 实现的两个版本的仿真器，结构如下：  ## 目录结构 - `simulate`：基于 unitree_sdk2 和 mujoco 实现的仿真器 (C++，推荐) - `simulate_python`：基于 unitree_sdk2_python 和 mujoco 实现的仿真器 (Python) - `unitree_robots`：unitree_sdk2 支持的机器人的 MJCF 描述文件 - `terrain_tool`：用于在仿真场景中生成地形的工具 - `example`：示例程序 ## 支持的 Unitree sdk2 消息： **当前版本仅支持底层开发，主要用于控制器的 Sim to Real 验证** - `LowCmd`：电机控制命令 - `LowState`：电机状态信息 - `SportModeState`：机器人位置和速度数据 - `IMUState`：`rt/secondary_imu` 话题下的躯干 IMU 状态（仅限 G1） 注意： 1. 电机的编号与实际的机器人硬件相对应。具体细节可在 [Unitree 文档](https://support.unitree.com/home/zh/developer) 中找到。 2. 在实际的机器人硬件中，内置运动控制服务关闭后无法读取 `SportModeState` 消息。但是，仿真器保留了此消息，以便用户利用位置和速度信息来分析所开发的控制程序。 ## 相关链接 - [unitree_sdk2](https://github.com/unitreerobotics/unitree_sdk2) - [unitree_sdk2_python](https://github.com/unitreerobotics/unitree_sdk2_python) - [unitree_ros2](https://github.com/unitreerobotics/unitree_ros2) - [Unitree 文档](https://support.unitree.com/home/zh/developer) - [Mujoco 文档](https://mujoco.readthedocs.io/en/stable/overview.html) ## 消息 (DDS idl) 类型说明 - Unitree Go2、B2、H1、B2w、Go2w 机器人使用 unitree_go idl 进行底层通信。 - Unitree G1、H1-2 机器人使用 unitree_hg idl 进行底层通信。 # 安装 ## C++ 仿真器 (simulate) ### 1. 依赖项 ``` sudo apt install libyaml-cpp-dev libspdlog-dev libboost-all-dev libglfw3-dev ``` #### unitree_sdk2 建议将 `unitree_sdk2` 安装在 `/opt/unitree_robotics` 路径下。 ``` git clone https://github.com/unitreerobotics/unitree_sdk2.git cd unitree_sdk2/ mkdir build cd build cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/opt/unitree_robotics sudo make install ``` 更多详情请参见：https://github.com/unitreerobotics/unitree_sdk2 #### mujoco 下载 mujoco [发行版](https://github.com/google-deepmind/mujoco/releases)，并将其解压到 `~/.mujoco` 目录下； ``` cd unitree_mujoco/simulate/ ln -s ~/.mujoco/mujoco-3.3.6 mujoco ``` ### 2. 编译 unitree_mujoco ``` cd unitree_mujoco/simulate mkdir build && cd build cmake .. make -j4 ``` ### 3. 测试： 运行： ``` ./unitree_mujoco -r go2 -s scene_terrain.xml ``` 你应该能看到加载了 Go2 机器人的 mujoco 仿真器。 在一个新终端中运行： ``` ./test ``` 程序将输出机器人在仿真器中的姿态和位置信息，并且机器人的每个电机将持续输出 1Nm 的扭矩。 **注意：** 测试程序发送的是 unitree_go 消息。如果你想测试 G1 机器人，则需要修改程序以使用 unitree_hg 消息。 ## Python 仿真器 (simulate_python) ### 1. 依赖项 #### unitree_sdk2_python ``` cd ~ sudo apt install python3-pip git clone https://github.com/unitreerobotics/unitree_sdk2_python.git cd unitree_sdk2_python pip3 install -e . ``` 如果在安装过程中遇到错误： ``` Could not locate cyclonedds. Try to set CYCLONEDDS_HOME or CMAKE_PREFIX_PATH ``` 请参考：https://github.com/unitreerobotics/unitree_sdk2_python #### mujoco-python ``` pip3 install mujoco ``` #### joystick ``` pip3 install pygame ``` ### 2. 测试 ``` cd ./simulate_python python3 ./unitree_mujoco.py ``` 你应该能看到加载了 Go2 机器人的 mujoco 仿真器。 在一个新终端中运行： ``` python3 ./test/test_unitree_sdk2.py ``` 程序将输出机器人在仿真器中的姿态和位置信息，并且机器人的每个电机将持续输出 1Nm 的扭矩。 **注意：** 测试程序发送的是 unitree_go 消息。如果你想测试 G1 机器人，则需要修改程序以使用 unitree_hg 消息。 # 使用 ## 1. 仿真配置 ### C++ 仿真器 C++ 仿真器的配置文件位于 `/simulate/config.yaml`： ``` # 模拟器加载的机器人名称 # "go2", "b2", "b2w", "h1" robot: "go2" # 机器人仿真场景文件 # 例如，对于 go2，它指的是 /unitree_robots/go2/ 文件夹中的 scene.xml 文件 robot_scene: "scene.xml" # DDS domain id，建议与真实机器人区分开（真实机器人上默认为 0） domain_id: 1 use_joystick: 1 # Simulate Unitree WirelessController using a gamepad joystick_type: "xbox" # support "xbox" and "switch" gamepad layout joystick_device: "/dev/input/js0" # Device path joystick_bits: 16 # Some game controllers may only have 8-bit accuracy # 网络接口名称，对于仿真，建议使用本地环回 "lo" interface: "lo" # 是否输出机器人 link、joint、sensor 信息，1 为输出 print_scene_information: 1 # 是否使用 virtual tape，1 为启用 # 主要用于模拟 H1 机器人初始化的悬挂过程 enable_elastic_band: 0 # For H1 ``` ### Python 仿真器 Python 仿真器的配置文件位于 `/simulate_python/config.py`： ``` # 模拟器加载的机器人名称 # "go2", "b2", "b2w", "h1" ROBOT = "go2" # 机器人仿真场景文件 ROBOT_SCENE = "../unitree_robots/" + ROBOT + "/scene.xml" # Robot scene # DDS domain id，建议与真实机器人区分开（真实机器人上默认为 0） DOMAIN_ID = 1 # Domain id # 网络接口名称，对于仿真，建议使用本地环回 "lo" INTERFACE = "lo" # Interface # 是否输出机器人 link、joint、sensor 信息，True 为输出 PRINT_SCENE_INFORMATION = True USE_JOYSTICK = 1 # Simulate Unitree WirelessController using a gamepad JOYSTICK_TYPE = "xbox" # support "xbox" and "switch" gamepad layout JOYSTICK_DEVICE = 0 # Joystick number # 是否使用 virtual tape，1 为启用 # 主要用于模拟 H1 机器人初始化的悬挂过程 ENABLE_ELASTIC_BAND = False # 仿真时间步长（单位：s） # 为了保证仿真的可靠性，它需要大于 viewer.sync() 渲染一次所需的时间 SIMULATE_DT = 0.003 # 可视化界面运行时间步长，0.02 对应于 50fps/s VIEWER_DT = 0.02 ``` ### Joystick 仿真器将使用 Xbox 或 Switch 游戏手柄来模拟机器人的无线控制器。无线控制器的按键和摇杆信息将通过 "rt/wireless_controller" 话题发布。当没有游戏手柄时，需要将 `config.yaml/config.py` 中的 `use_joystick/USE_JOYSTICK` 设置为 0。如果你的游戏手柄不是 Xbox 或 Switch 布局，你可以在源代码中修改它（按键和摇杆 ID 可以使用 `jstest` 确定）： 在 `simulate/src/unitree_sdk2_bridge/unitree_sdk2_bridge.cc` 中： ``` if (js_type == "xbox") { js_id_.axis["LX"] = 0; // Left stick axis x js_id_.axis["LY"] = 1; // Left stick axis y js_id_.axis["RX"] = 3; // Right stick axis x js_id_.axis["RY"] = 4; // Right stick axis y js_id_.axis["LT"] = 2; // Left trigger js_id_.axis["RT"] = 5; // Right trigger js_id_.axis["DX"] = 6; // Directional pad x js_id_.axis["DY"] = 7; // Directional pad y js_id_.button["X"] = 2; js_id_.button["Y"] = 3; js_id_.button["B"] = 1; js_id_.button["A"] = 0; js_id_.button["LB"] = 4; js_id_.button["RB"] = 5; js_id_.button["SELECT"] = 6; js_id_.button["START"] = 7; } ``` 在 `simulate_python/unitree_sdk2_bridge.py` 中： ``` if js_type == "xbox": self.axis_id = { "LX": 0, # Left stick axis x "LY": 1, # Left stick axis y "RX": 3, # Right stick axis x "RY": 4, # Right stick axis y "LT": 2, # Left trigger "RT": 5, # Right trigger "DX": 6, # Directional pad x "DY": 7, # Directional pad y } self.button_id = { "X": 2, "Y": 3, "B": 1, "A": 0, "LB": 4, "RB": 5, "SELECT": 6, "START": 7, } ``` ### 人形机器人弹性带 考虑到人形机器人不适合在地面上启动，我们设计了虚拟弹性带来模拟人形机器人的升降。设置 `enable_elastic_mand/ENABLE_ELSTIC_BAND=1` 可以启用虚拟弹性带。加载机器人后，按 '9' 激活或释放绑带，按 '7' 降低机器人，按 '8' 升起机器人。 ## 2. 地形生成工具 我们提供了一个用于在 mujoco 仿真器中参数化创建简单地形的工具，包括楼梯、粗糙地面和高度图。该程序位于 `terrain_tool` 文件夹中。具体的使用说明请参考 `terrain_tool` 文件夹中的 README 文件。  ## 3. Sim to Real `example` 文件夹包含使用不同接口使 Go2 机器人先站立然后躺下的简单示例。这些示例演示了如何使用 Unitree 提供的接口实现从仿真到现实的过渡。以下是每个文件夹名称的说明： - `cpp`：基于 C++，使用 `unitree_sdk2` 接口 - `python`：基于 Python，使用 `unitree_sdk2_python` 接口 - `ros2`：基于 ROS2，使用 `unitree_ros2` 接口 ### unitree_sdk2 1. 编译 ``` cd example/cpp mkdir build && cd build cmake .. make -j4 ``` 2. 运行： ``` ./stand_go2 # Control the robot in the simulation (make sure the Go2 simulation scene has been loaded) ./stand_go2 enp3s0 # Control the physical robot, where enp3s0 is the name of the network card connected to the robot ``` 3. Sim to Real ``` if (argc < 2) { // If no network card is input, use the simulated domain id and the local network card ChannelFactory::Instance()->Init(1, "lo"); } else { // Otherwise, use the specified network card ChannelFactory::Instance()->Init(0, argv[1]); } ``` ### unitree_sdk2_python 1. 运行 ``` python3 ./stand_go2.py # Control the robot in the simulation (make sure the Go2 simulation scene has been loaded) python3 ./stand_go2.py enp3s0 # Control the physical robot, where enp3s0 is the name of the network card connected to the robot ``` 2. Sim to Real ``` if len(sys.argv) < 2: // If no network card is input, use the simulated domain id and the local network card ChannelFactoryInitialize(1, "lo") else: // Otherwise, use the specified network card ChannelFactoryInitialize(0, sys.argv[1]) ``` ### unitree_ros2 1. 编译 首先，请确保 unitree_ros2 环境已正确配置，详见 [unitree_ros2](https://github.com/unitreerobotics/unitree_ros2)。 ``` source ~/unitree_ros2/setup.sh cd example/ros2 colcon build ``` 2. 运行仿真 ``` source ~/unitree_ros2/setup_local.sh # Use the local network card export ROS_DOMAIN_ID=1 # Modify the domain id to match the simulation ./install/stand_go2/bin/stand_go2 # Run ``` 3. 运行真实机器人 ``` source ~/unitree_ros2/setup.sh # Use the network card connected to the robot export ROS_DOMAIN_ID=0 # Use the default domain id ./install/stand_go2/bin/stand_go2 # Run ```

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