Симулятор

Симуляционная среда Техника предназначена для разработки, тестирования и отладки программного обеспечения дрона в виртуальном окружении. Она позволяет выполнять пользовательский код в условиях, максимально приближенных к работе на реальном устройстве. В качестве автопилота используется PX4 в режиме SITL, при этом применяется тот же ROS-стек и те же программные модули, что и на физическом дроне. Значительная часть аппаратных компонентов эмулируется программно.

Функциональные возможности

Устанавливаемая пользователем среда симуляции включает следующие элементы:

• модель дрона Техник;

• набор Gazebo-плагинов для эмуляции аппаратных подсистем (включая светодиодную ленту и другие периферийные устройства);

• описания кинематической и динамической модели дрона в формате xacro, пригодные для модификации;

• примеры Gazebo-миров и моделей для тестирования различных сценариев;

• конфигурационные файлы roslaunch для автоматизированного запуска компонентов симуляции.

Дополнительно предоставляется образ виртуальной машины, содержащий предварительно настроенное окружение, повторяющее программную конфигурацию реального дрона.

Характеристики виртуальной машины:

• минимизация времени развертывания среды симуляции;

• предустановленная и сконфигурированная среда разработки ROS в Visual Studio Code;

• встроенный HTTP-сервер Monkey, используемый браузерными плагинами Клевера;

• постоянно работающий мастер ROS (roscore);

• инструменты визуализации и диагностики (rviz, rqt).

Состав и архитектура симулятора

Симулятор построен на следующих программных компонентах:

• Gazebo — физический движок и среда моделирования, отвечающая за симуляцию динамики, сенсоров и взаимодействия с окружением;

• PX4 — автопилот с поддержкой режима SITL (software-in-the-loop);

• пакет sitl_gazebo, обеспечивающий интеграцию PX4 с Gazebo посредством специализированных плагинов;

• набор ROS-пакетов, реализующих обмен данными между симулятором, автопилотом и пользовательским кодом, а также дополнительные Gazebo-плагины.

Данная архитектура обеспечивает единый программный контур для симуляции и реального дрона, что позволяет переносить разрабатываемое ПО без изменений.

Видео

Краткий видеоматериал, демонстрирующий работу симулятора: