DRAKE - 基于模型的机器人设计与验证 由丰田研究所支持的 C++ / Python 工具箱。

本文主要是介绍DRAKE - 基于模型的机器人设计与验证 由丰田研究所支持的 C++ / Python 工具箱。,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

系列文章目录


前言 - 概述

        Drake(中古英语中的 "龙")是一个 C++ 工具箱,由麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)的机器人运动小组开发。目前,开发团队已大幅壮大,核心开发工作由丰田研究所领导。这是一套用于分析机器人动力学和构建机器人控制系统的工具集合,重点强调基于优化的设计/分析。

        虽然机器人仿真工具的数量越来越多,但它们大多像黑盒子(black box)一样:指令输入,传感器输出(commands go in, sensors come out)。Drake 的目标是模拟甚至非常复杂的机器人动力学(例如,包括摩擦(friction)、接触(contact)、空气动力学(aerodynamics)......),但始终强调暴露支配方程的结构(稀疏性(sparsity)、分析梯度(analytical gradients)、多项式结构(polynomial structure)、不确定性量化(uncertainty quantification)......),并将这些信息用于高级规划、控制和分析算法(advanced planning, control, and analysis algorithms)。Drake 提供了一个 Python 接口,以便快速原型开发新算法,同时还旨在为许多最先进的算法提供可靠的开源实现。最后,我们希望 Drake 能提供许多令人信服的示例,帮助人们入门并提供急需的基准。我们很高兴能接受用户的贡献,以提高覆盖率。

        您可以在这篇博文中阅读有关 Drake 愿景的更多信息。

        希望这个工具对您有用。如果您想分享您的意见、问题、成功故事或挫折,请参阅 "获取帮助"。也请贡献您的最佳错误修复、功能和示例!


一、核心库

  • Modeling Dynamical Systems 
  • Solving Mathematical Programs

  • Multibody Kinematics and Dynamics

二、安装

        Drake 为 Ubuntu 20.04 (Focal) 和 Ubuntu 22.04 (Jammy) 操作系统发布预编译二进制文件作为 APT 软件包 (*.deb)。更多兼容性详情,请参阅 "支持的配置"。

        要了解其他安装方法,请参阅安装和快速入门。

        如果您在使用 Drake 时遇到任何问题或有任何疑问,请寻求帮助。

        Drake 二进制版本包含 SNOPT 的预编译版本,是数学程序工具箱的一部分。感谢 Philip E. Gill 和 Elizabeth Wong 的大力支持。

        Drake 的 apt 软件包不支持 Gurobi 求解器。要使用 Gurobi,您需要按照源码安装中的说明从源码构建 Drake。

2.1 通过 APT 安装(Ubuntu)

        要在机器上添加 Drake APT 代码库并安装 drake-dev 软件包,请按以下顺序操作:

        如果您使用的是最小云或容器镜像,可能需要安装以下软件包:

sudo apt-get update
sudo apt-get install --no-install-recommends \ca-certificates gnupg lsb-release wget

        下载一份 Drake GPG 签名密钥,并将其添加到 APT 可信钥匙串中:

wget -qO- https://drake-apt.csail.mit.edu/drake.asc | gpg --dearmor - \| sudo tee /etc/apt/trusted.gpg.d/drake.gpg >/dev/null

         将 Drake 软件源添加到 APT 源列表中:

echo "deb [arch=amd64] https://drake-apt.csail.mit.edu/$(lsb_release -cs) $(lsb_release -cs) main" \| sudo tee /etc/apt/sources.list.d/drake.list >/dev/null

        更新本地 APT 软件包索引并安装 Drake-dev 软件包:

sudo apt-get update
sudo apt-get install --no-install-recommends drake-dev

        大多数内容都安装到 /opt/drake,因此设置以下环境变量可能有用: 

 

  export PATH="/opt/drake/bin${PATH:+:${PATH}}"export PYTHONPATH="/opt/drake/lib/python$(python3 -c 'import sys; print("{0}.{1}".format(*sys.version_info))')/site-packages${PYTHONPATH:+:${PYTHONPATH}}"

2.2 pypi

Drake 并未定期与 Anaconda 一起测试,因此如果您正在使用 Anaconda,可能会遇到兼容性问题;在寻求帮助时,请务必提及涉及 Conda。 

 

        我们建议将 Drake 安装到虚拟环境目录中。在下面的示例中,我们将该目录命名为 env,但您可以选择任何名称。

        对于 macOS,请确保您使用的是自制 Python(而非苹果的系统 Python)。

        创建虚拟环境,安装 Drake 并激活环境:

python3 -m venv env
env/bin/pip install --upgrade pip
env/bin/pip install drake
source env/bin/activate

 

这篇关于DRAKE - 基于模型的机器人设计与验证 由丰田研究所支持的 C++ / Python 工具箱。的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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