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Simulation_Isaac_Sim 仿真教程

安装 Isaac Sim 4.0.0

Issac Sim 对 GPU 版本和驱动程序有特定要求，任意更改可能会导致问题。因此，建议直接下载并安装所需的文件。

下载文件大约需要8GB的空间，请合理安排您的时间。

下载Omniverse Launcher

  1. 访问 NVIDIA 网站：前往 NVIDIA 官网 https://docs.omniverse.nvidia.com/isaacsim/latest/installation/install_workstation.html ，下载 Omniverse Launcher。
  2. 注册 NVIDIA 账户：下载过程可能需要登录。如果您没有 NVIDIA 账户，请按照说明进行账户注册。注册完成后，请继续下载。
  3. 安装 Omniverse Launcher：下载完成后，启动安装程序并按照提示完成安装。
  4. 启动 Omniverse Launcher：完成安装后，请启动 Omniverse Launcher。在您首次使用时，系统会要求您使用NVIDIA 账户进行登录。
  5. 设置文件路径：登录之后，系统将引导您设置相关的文件路径。请根据您的具体需求进行相应的配置。
  6. 安装 Cache 组件：请根据系统的指引来安装 Cache 组件。为了获得更佳的使用体验，建议您采用默认的安装设置。
  7. 访问主界面：完成以上配置后，您将进入 Omniverse Launcher 的主界面。

安装 Isaac Sim

  1. 打开“Exchange”：在 Omniverse Launcher 的主界面中，点击“Exchange”标签页。
  2. 查找 Isaac Sim：在“Exchange”标签页中搜索“Isaac Sim”应用程序。
  3. 选择版本：为了确保与 ROS 桥接的兼容性，避免潜在的问题，请确认您安装的是 Isaac Sim 的 4.0.0 版本。注意：版本号可能被包含在一个下拉菜单里，所以在选择时请仔细核对，确保选中的是正确的版本。
  4. 安装 Isaac Sim：选择版本后，点击“安装”按钮开始安装 Isaac Sim。

exchange1_en

exchange2_en

重要提示：您可以在“Library”标签页中轻松定位并直接启动所有已安装的应用程序。

Isaac Sim基本操作

以下是官方教程，帮助您了解基本的 Isaac Sim 界面。

导入 USD 文件

首先，您需要在我们的 GitHub 上克隆我们的仓库 A1_Simulation_Isaac_Sim_Usage_Tutorial。

请前往 A1_Simulation_SDK ，以获取 A1_fixed_base_scene.usd 和 A1_raw.usd 这两个资源文件，它们专为不配备夹爪 G1 的 A1 版本设计。

请前往 A1_Simulation_A1 G1_SDK ，以获取 A1_G1_scene.usd 和 A1_G1_raw.usd 这两个资源文件，它们专为配备夹爪 G1 的 A1 版本设计。

  1. 打开 Isaac Sim：从omniverse launcher 启动 issacsim 4.0.0。确保在启动时选择 omni.isaac.ros_bridge（deprecated）以启用 Isaac Sim 和 ROS 节点之间的通信。

library_en 2. 打开 USD 文件：启动 Isaac Sim 后，选择“文件 -> 打开”。在出现的文件对话框中，如果您使用的是不带夹爪的 A1，请从文件夹中选择 A1_fixed_base_scene.usd文件；如果您使用的是带有夹爪 G1 的 A1，请选择 A1_G1_scene.usd文件。

launcher1_en 3. 运行同步脚本：打开文件后，您将看到相应的场景。点击左侧边栏的“播放（Play）”按钮。

launcher2_en

运行文件夹里的a1_jointsync.py脚本, 以同步 RViz 仿真与 Isaac Sim 仿真，我们将在后续教程中进一步说明。

  python a1_jointsync.py

重要提示：isaac sim的 ROS 桥接只能在roscore运行时发布/订阅 rostopic。

Demo示例

点击播放按钮后，请运行Python 脚本 A1_simulation_SDK/a1_joint_move_sin.py。

A1 机械臂将开始在关节空间执行一个正弦轨迹运动，效果可以参考下图。您也可以通过运行 Python 文件 A1_simulation_SDK/a1_control_from_traj.py 来播放控制器轨迹。

这一操作将依据给定的数据文件 A1_simulation_SDK/joint_trajectory.npz 来播放预定的轨迹。

launcher3_en

至此，我们已经完成了Isaac Sim A1 机械臂的仿真设置。现在，您可以利用我们提供的代码，在系统中启动演示，操作步骤如下所示。

video_git

抓取演示

点击“播放（Play）”后，请参考 A1 SDK 中的末端执行器运动示例，克隆 A1_SDK 代码仓库，以便在 Isaac Sim 环境中完成整个仿真流程。

注意：

  • 启动 eeTrackerdemo.launch 后，请确保选择 base_link 作为固定帧，并将其添加到 RobotModel中，然后您就可以在 RViz 屏幕上看到可视化的 A1。

gripping_joint_states1

  • 如果在执行了所有指令之后，机械臂仍然没有动作（这种情况仅发生在纯仿真环境中），请打开 A1_SDK 中的文件夹中的相应文件，并将 joint_states_sub_topic 从 /joint_states_host修改为 /joint_states。这个调整会将机械臂的控制模式从真实硬件切换到纯仿真模式。

gripping_joint_states2

以下代码为例：

  1. 追踪特定末端位姿

##Initiate the end motion script to start one RViz of the arm. Joint position is on zero-point by default.
cd A1_SDK/install
source setup.bash
roslaunch mobiman eeTrackerdemo.launch

##Initiate one terminal,e.g. "terminal_1", open the A1 simulation sync.
python A1_simulation_SDK/a1_jointsync.py
##or if you are using the A1-G1, run: python A1_simulation_A1_G1_SDK/a1_jointsync_A1G1.py

##Initiate one terminal,e.g. "terminal_2", publish the example trajactory ponits.
rostopic pub /a1_ee_target geometry_msgs/PoseStamped "{
header: {
    seq: 0,
    stamp: {secs: 0, nsecs: 0},
    frame_id: 'world'
},
pose: {
    position: {x: 0.08, y: 0.0, z: 0.5},
    orientation: {x: 0.5, y: 0.5, z: 0.5, w: 0.5}
}
}"
2. 抓取物料 demo

##Initiate the end motion script to start one RViz of the arm. Joint position is on zero-point by default.
cd A1_SDK/install
source setup.bash
roslaunch mobiman eeTrackerdemo.launch

##Initiate another terminal,e.g. "terminal_3", run the script.
python mpc_picker.py
3. Demo视频