Underwater Robotic Simulators Review for Autonomous System Development

要約

水中ロボットシステムの複雑さの増加により、海洋環境での知覚、計画、および制御タスクをサポートするように設計されたシミュレーションプラットフォームの急増が生じました。
ただし、最も適切な水中ロボットシミュレーター（URS）を選択することは、忠実度、拡張性、およびタスクの適合性の大きなばらつきがあるため、依然として課題です。
このペーパーでは、5つの最先端のROS互換性のあるオープンソースURSS：Stonefish、Dave、Holooocean、Marus、およびUnav-Simの包括的なレビューと比較分析を提示します。
各シミュレーターは、センサーの忠実度、環境リアリズム、SIMからリアルの能力、研究への影響など、複数の基準で評価されます。
建築設計、センサーと物理のモデリング、タスク機能、研究への影響を越えてそれらを評価します。
さらに、SIMからリアルへの転送における継続的な課題について説明し、フィールドでの標準化とベンチマークの必要性を強調します。
私たちの調査結果は、実務家を効果的なシミュレーション環境を選択する際に導き、より堅牢で移転可能なURSSの将来の開発を通知することを目的としています。

要約(オリジナル)

The increasing complexity of underwater robotic systems has led to a surge in simulation platforms designed to support perception, planning, and control tasks in marine environments. However, selecting the most appropriate underwater robotic simulator (URS) remains a challenge due to wide variations in fidelity, extensibility, and task suitability. This paper presents a comprehensive review and comparative analysis of five state-of-the-art, ROS-compatible, open-source URSs: Stonefish, DAVE, HoloOcean, MARUS, and UNav-Sim. Each simulator is evaluated across multiple criteria including sensor fidelity, environmental realism, sim-to-real capabilities, and research impact. We evaluate them across architectural design, sensor and physics modeling, task capabilities, and research impact. Additionally, we discuss ongoing challenges in sim-to-real transfer and highlight the need for standardization and benchmarking in the field. Our findings aim to guide practitioners in selecting effective simulation environments and inform future development of more robust and transferable URSs.

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