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基于UE的水下機器人動(dòng)態(tài)仿真平臺設計與實(shí)現
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作者:
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山東建筑大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院

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國家自然科學(xué)基金(62073196,U1806204)


Design and Implementation of a Dynamic Simulation Platform for Underwater Vehicle Based on Unreal Engine
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    摘要:

    仿生水下機器人需要大量的訓練數據來(lái)模仿水下生物的各種任務(wù);然而,真實(shí)物理環(huán)境中的高成本使得仿真成為應對這一挑戰的可行工具;目前,多數的仿真平臺對于仿真環(huán)境的設計較為簡(jiǎn)單,缺乏在保證模擬真實(shí)性的條件下構建大型復雜場(chǎng)景的能力;為了解決仿真平臺環(huán)境建模能力的不足,提高仿真效果的可視化程度,采用虛幻引擎(Unreal Engine,UE)、AirSim和分布式算法仿真平臺(Distributed Algorithm Simulation Platform, DASP)相結合的方案,設計了一款應用于仿生水下機器人的動(dòng)態(tài)交互仿真測試平臺;并通過(guò)LQR控制器控制仿生機器魚(yú)跟蹤目標軌跡對仿真平臺的可視化和有效性進(jìn)行了測試;仿真結果表明該仿真平臺在交互性、真實(shí)性、可視化和仿真效果等方面表現出較高的優(yōu)勢。

    Abstract:

    Bionic underwater vehicles require large amounts of training data to mimic the various tasks of aquatic organisms; however, the high cost in actual physical environments makes simulation a viable tool to address this challenge; currently, most of the simulation platforms are simple in the design of the simulation environment and lack the ability to build large and complex scenarios under the condition of ensuring the realism of the simulation; in order to solve the shortage of simulation platform environment modeling ability and improve the visualization of simulation effect, a dynamic interactive simulation test platform applied to bionic underwater vehicles is designed by combining Unreal Engine (UE), AirSim, and distributed algorithm simulation platform (DASP); and the simulation platform was tested by controlling the bionic robot fish tracking target trajectory through the LQR controller visualization effectiveness of the simulation platform was tested by controlling the target trajectory of the bionic robot fish with the LQR controller; the simulation results showed that the simulation platform showed high advantages in interactivity, realism, visualization, and simulation effect.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

王昆侖,汪明,杜曉彬,趙千川,鄭學(xué)漢,高鶴.基于UE的水下機器人動(dòng)態(tài)仿真平臺設計與實(shí)現計算機測量與控制[J].,2023,31(12):231-236.

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  • 收稿日期:2023-03-12
  • 最后修改日期:2023-03-18
  • 錄用日期:2023-03-20
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2023-12-27
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