通過模擬組件及控制程序創(chuàng)建機器人或系統(tǒng)完整虛擬模型極大程度影響了項目總體的效率。每一個可以被模擬的區(qū)域的詳細及準確程度無疑會影響整個項目周期及成本。

一、 仿真的好處

• 降低機器人生產(chǎn)成本
• 判斷源代碼所控制的資源（是否正確）
• 模擬多種替代方案而無需物理成本
• 機器人或者組件能夠在部署前被提前驗證
• 仿真能夠在方案設(shè)計階段完成，適合多個項目協(xié)作
• 展示系統(tǒng)判斷是否可行
• 仿真兼容多種語言
• 更短的交付時間（Delivery times)

二、仿真的缺點

• 一個應(yīng)用只能仿真那些被仿真考慮的因素，那些沒有考慮的因素就不永遠不會被考慮
• 相較于仿真，實際環(huán)境考慮的東西更加全面

現(xiàn)代的仿真軟件平臺提供了越來越多的功能，讓仿真更加容易，更加貼近現(xiàn)實生活。大多數(shù)仿真工具都與C/C++ Perl Python Java Labview URBI或者MATLAB兼容，根據(jù)你的感興趣的領(lǐng)域有著不一樣功能側(cè)重點。看看下面的選項，找出一個滿足你要求的仿真軟件吧！

三、仿真軟件簡介

3.1 Visual Components

Visual Components來自芬蘭，是生產(chǎn)線的先進設(shè)計和仿真套件?？梢阅M和分析整個制造過程，包括機器人設(shè)備，材料流量，人力操作員動作等。3DAutomate系列的旗艦產(chǎn)品甚至支持整個工廠模擬。其他功能包括離線編程，開放式API和具有超過1800多種工業(yè)機器人，機械，設(shè)施，工具等硬件的廣泛的組件庫。

3.2 RoboDK

Robodk是一個用于工業(yè)機器人的離線編程工具，得益于集成的3D仿真環(huán)境來，它允許使用Python或其他語言來設(shè)計程序。在將其上傳到物理機器人之前，所有程序都會自動轉(zhuǎn)換為機器人特定語言。該軟件庫有部分ABB，Kuka，Yaskawa的ABB，Kuka，Yaskawa的工具提供3D型號。

Robodk提供了眾多的開發(fā)功能 - 它可以產(chǎn)生警報，當(dāng)檢測到機器人奇點或可能的碰撞時，它代表了圖形方式機器人工作空間，并且還允許用戶相應(yīng)地概述整個技術(shù)和程序。

3.3 V-REP

V-rep是一個與Windows，Mac和Linux兼容的3D模擬器，可提供免費的教育教育許可或有付費商業(yè)目的的有償許可證。

軟件允許你模擬整個系統(tǒng)或者部分組件（傳感器、機構(gòu)和齒輪等），組件可以被附加到機器人對象上。該平臺可以用于控制硬件組件、開發(fā)算法、船艦工廠自動化模擬，或者用于教育。

3.4 Webots

Webots由瑞士的公司Cyberbotics開發(fā)。該軟件具有友好的界面交互，支持包括C/C++ Java Python URBI MATLAB在內(nèi)的多款軟件，同時也能夠通過TCP/IP協(xié)議完成第三方軟件完成交互。

3.5 RobotStudio

RobotStudio是ABB創(chuàng)建的強大的開發(fā)套件，專注于工業(yè)機器人仿真和離線編程。該產(chǎn)品還提供通用的組件列表，可用于模擬機器人或其傳感器，執(zhí)行器，夾具等。但是免費版本功能有限。

3.6 Gazebo

Gazebo可以模擬復(fù)雜的系統(tǒng)和各種傳感器部件。它特別用于開發(fā)用于相互作用的機器人，舉、抓，推、定位、識別等操作模擬。它是一個開源軟件平臺，任何人都可以使用模型組件開發(fā)插件，也兼容ROS和Player。Gazebo是開源的，并在Linux上運行，還可提供對Mac和Windows的移植版本。

四、最常見的幾種仿真工具

Top1 Gazebo
Top2 V-Rep（Coppeliasim）
Top3 Webot

從文章發(fā)布之日，85.7% 公司都把Gazebo作為候選，57.14%選擇了V-Rep，42.86%選擇了Webot。從上手難度來說，Webots <= V-REP < Gazebo。

根據(jù)機器人類型選擇工具：
? 移動機器人仿真：Webots是筆者見過的最強移動機器人仿真軟件，沒有之一；

? 機械臂仿真：Gazebo是神器，上手難度大；Webots可實現(xiàn)一些簡單的抓取，如果需要精度高點的動力學(xué)仿真，筆者建議食用V-REP；此外還有一些其他的仿真軟件，諸如Simscape Multibody、Adams等軟件，前者可以快速搭建Simulink仿真模型，后者一般機械臂的設(shè)計廠商使用較多；

? 結(jié)合機器學(xué)習(xí)的仿真：理論上來講，任何一款仿真軟件都能實現(xiàn)，只不過需要自己整合控制器和機器學(xué)習(xí)相關(guān)API罷了；目前最常用的有PyBullet、MuJoCo等，前者開源，后者商用；

? 水下機器人：Webots只需要添加一個Fluid節(jié)點即可實現(xiàn)流體環(huán)境的添加；

那么如何快速上手一款仿真軟件？筆者建議：
① 先大體瀏覽一遍官方提供的入門操作，熟悉操作界面；
② 然后針對使用目的，學(xué)習(xí)相應(yīng)的Demo，不懂的地方查閱幫助文檔；
③ 最后的進階階段，要熟悉軟件安裝包的文件級，這有助于我們解決一些軟件BUG的問題以及自定義插件或紋理的實現(xiàn)。

[1] http://www./most-advanced-and-used-robotics-simulation-software/
[2] https://www.zhihu.com/question/41611869/answer/103227344
[3] https://www./2256