水下机器人 Unreal Engine 5 仿真

1. 安装说明（针对 Windows 操作系统）

UNav-Sim 依赖于 Unreal Engine 5 生成逼真的渲染图。首先安装 UE5，然后继续安装 UNav-Sim。

1.1 UE5

确保你已经在 Epic Games 注册了。这是获取虚幻引擎源代码访问所必需的。

在你喜欢的文件夹里克隆 Unreal 5.1 并构建它（这需要大量的时间与内存，需要 163 GB）：

git clone -b 5.1 git@github.com:EpicGames/UnrealEngine.git
cd UnrealEngine
.\Setup.bat
.\GenerateProjectFiles.bat

1.2 UNav-Sim

在你最喜欢的文件夹里克隆这个仓库：

git clone git@github.com:open-airlab/UNav-Sim.git
cd UNav-Sim
build.cmd

1.3 构建 UE5 环境

在 cd ~\UNav-Sim\Unreal\Environments\Blocks 目录下：

右键点击 Blocks.uproject 文件，在菜单中选择“Generate Visual Studio project files”（生成 Visual Studio 项目文件）。

2. 运行模拟

  1. 将 ros2/src/water/ue5_UNav-Sim/settings.json 文件添加到 C:\[用户名]\Documents\AirSim
  2. 用 Visual Studio 打开 Blocks.sln
  3. 进行调试
  4. 进入 Unreal Engine 5 后进行模拟 模拟图

2.1 HelloROV 圆形轨迹

本仿真基于1.2的UNav-Sim仓库

第 1 步：启动仿真器

  1. 打开 (存储相应文件的磁盘):\UNav-Sim\Unreal\Environments\Blocks\Blocks.uproject
  2. 等编辑器加载完（约 1 分钟）
  3. 点工具栏绿色 Play 按钮
  4. 确认：视口出现蓝色 BlueROV2 且没有报错弹窗

第 2 步：确认 RPC 服务器已就绪

另开一个命令行窗口输入: netstat -ano | findstr ":41451"

看到 LISTENING 就说明 API 服务在线。

第 3 步：运行圆形轨迹控制器

方案 A：Python脚本方案

在命令行输入: python E:\underwater\daima\UNav-Sim\circle_rov.py

注：命令中路径改为自己电脑文件实际存放地址

  • 运行 90 秒自动停止，半径 2.5 米，一圈约 79 秒
  • 脚本开头会自动把 ROV 重置回水面附近，不需要手动处理沉底问题
方案 B：官方 C++ HelloROV 示例方案

在PowerShell中运行存储相应文件的磁盘 例如：

E:\underwater\daima\UNav-Sim\HelloRov\build\x64\Release\HelloRov.exe

注：命令中路径改为自己电脑文件实际存放地址

如果ROV已经沉底，推进器可能推不动，所以单独执行下面这条重置命令:

python -c "import airsim; c=airsim.MultirotorClient(); c.confirmConnection(); c.simSetVehiclePose(airsim.Pose(airsim.Vector3r(0,0,-0.5), airsim.Quaternionr(0,0,0,1)), True)"

第 4 步：在 UE 视口里看

  1. 鼠标点一下视口中的画面
  2. 滚轮拉远 + 右键旋转到俯视角度，能看到整个约 5m 直径的圆
  3. 盯着蓝色 ROV ， 20 秒内就能看到它在绕圈 如图所示： 结果1 结果2

第 5 步：停止

情况 命令
Python 脚本 等下自动停（90 秒）或 Ctrl+C
HelloRov.exe Stop-Process -Name HelloRov -Force
退出仿真 点编辑器 Stop （停止 Play）

注意事项

  • 不要关闭弹出的黑色控制台窗口 （HelloRov 方案 B 会有）——关了等于停止控制
  • 如果你自己调参数，改 circle_rov.py 顶部的RADIUS 、OMEGA （半径、角速度）就行
  • 每次都从第 3 步开始（控制器会自动重置 ROV），不需要重开编辑器