MultiVehicle Simulator (MVSim): lightweight dynamics simulator for multiagents and mobile robotics research

要約

閉ループ制御に関連するアプリケーションの開発には、現場でのテストまたは現実的なシミュレータでのテストが必要です。後者は、より便利で、安価で、安全であり、開発サイクルの短縮につながります。
そのニーズに対応するために、現在の作業では MVSim を導入しています。MVSim は、単純なシナリオで数十のエージェントを実行したり、複雑なシナリオで少数のエージェントを実行したりできる、複数の車両またはロボット用のシミュレーターです。
MVSim は、タイヤと地面の相互作用に現実的な物理学に基づいた摩擦モデルを採用し、深度カメラや RGB カメラ、2D および 3D LiDAR スキャナーなど、モバイル ロボット工学や自律走行車の研究で使用される最新のセンサーの正確な GPU 加速シミュレーションを目指しています。
.
すべての深度関連センサーは、ユーザーが提供する 3D モデルまでの距離を正確に測定して、カスタム ワールド要素を定義できます。
効率的なシミュレーションは、地上車両に焦点を当てることによって達成されます。これにより、車輪と地面の相互作用力を個別に解決しながら、車体衝突に単純化された 2D 物理エンジンを使用できます。
システムのコア部分は効率を最大化するために C++ で書かれており、ユーザー システムに簡単に統合できるように Python、ROS 1、および ROS 2 ラッパーも提供されています。
マルチプロセス アプリケーションが実行中のシミュレーションにアクセスまたは変更できるように、ZeroMQ (ZMQ) に基づくカスタム パブリッシュ/サブスクライブ プロトコルが定義されています。
このシミュレーターは、ビークル ダイナミクス、自律ナビゲーション アルゴリズム、同時位置推定およびマッピング (SLAM) 手法の研究開発を可能にし、容易にします。

要約(オリジナル)

Development of applications related to closed-loop control requires either testing on the field or on a realistic simulator, with the latter being more convenient, inexpensive, safe, and leading to shorter development cycles. To address that need, the present work introduces MVSim, a simulator for multiple vehicles or robots capable of running dozens of agents in simple scenarios, or a handful of them in complex scenarios. MVSim employs realistic physics-grounded friction models for tire-ground interaction, and aims at accurate and GPU-accelerated simulation of most common modern sensors employed in mobile robotics and autonomous vehicle research, such as depth and RGB cameras, or 2D and 3D LiDAR scanners. All depth-related sensors are able to accurately measure distances to 3D models provided by the user to define custom world elements. Efficient simulation is achieved by means of focusing on ground vehicles, which allows the use of a simplified 2D physics engine for body collisions while solving wheel-ground interaction forces separately. The core parts of the system are written in C++ for maximum efficiency, while Python, ROS 1, and ROS 2 wrappers are also offered for easy integration into user systems. A custom publish/subscribe protocol based on ZeroMQ (ZMQ) is defined to allow for multiprocess applications to access or modify a running simulation. This simulator enables and makes easier to do research and development on vehicular dynamics, autonomous navigation algorithms, and simultaneous localization and mapping (SLAM) methods.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google