Mujoco的关节与外力和驱动器

原创 已于 2022-02-25 11:34:11 修改 · 4.7k 阅读 · 13 ·
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#mujoco

于 2022-02-23 20:55:20 首次发布

核心公式：M*qacc + qfrc_bias = qfrc_applied + ctrl

M：惯性矩阵
qacc:加速度
qfrc_bias :科里奥利矩阵和重力矩阵之和：qfrc_bias =C+G
qfrc_applied ：广义力
ctrl:其他控制输入，可以是电机扭矩

1 关节与 motor教程

MuJoCo Lec3 - Controlling a one-link pendulum (Spring 2022)-JNgO

Mujoco的auctor有4种模式：

1 motor 模式：This element creates a direct-drive actuator

这种模式，看起来像是直接输出扭矩的模式。
如果我们用这种模式，设定一个值，auctor会将这个值映射成一个力，一直作用于关节
这种模式下，简单的pd实现：<

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mujoco仿真中xml的＜actuator＞
weixin_43301693的博客
09-30 1459
标签用来定义模拟环境中控制关节和其他可动部件的执行器。执行器将外部命令转化为模拟中的力或力矩，从而驱动关节或滑动部件的运动。
【MUJOCO控制篇-2】控制一个简单的机械臂
echo_Fangyb的博客
03-12 5515
本篇博客将逐步分析和解释如何通过Python代码使用MuJoCo库来控制一个机械臂模型。我们将从加载模型开始，逐步深入到PID控制器的实现，最后讨论如何实现轨迹跟踪功能。上期内容为如何建模一个简单的机械臂模型，本篇文章将基于上篇内容进行深入探讨如何实现一个简单的控制。
Mujoco xml actuator
m0_52113469的博客
04-10 1268
在MuJoCo中，actuator（执行器） 是用于定义外部力或力矩的机制，这些力或力矩可以作用于关节、肌腱或身体。执行器可以模拟各种类型的驱动器，如电机、液压缸、肌肉等。它们通过定义传输（transmission）和力生成机制（force generation）来实现对模型的控制。
MuJoCo中接触参数的设置与调试
最新发布
weixin_43252352的博客
05-30 1291
摘要： 本文详细介绍了MuJoCo仿真中接触操作的控制接口与参数设置方法。重点对比了qpos/mocap（运动控制）与general（物理控制）接口的适用场景，解析了接触核心参数（condim、solref、solimp等）及其优先级继承规则。针对不同场景提供了参数设置策略（全局/分类/个体），并给出参数调试流程与可视化工具的使用建议。通过案例展示了合理设置参数对接触仿真效果的关键影响，为精确模拟机器人操作任务提供实用指导。
【MUJOCO学习计划-4】Mujoco下的XML定义——关节（joint）
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03-05 1472
【MUJOCO学习计划-4】Mujoco下的XML定义——关节（joint）
Mujoco 控制器接口（四）
weixin_50920579的博客
06-07 3071
control看到下面的图中就是mjtNum类型mjtNum实际上就是浮点数ctrl是底层的输入外界扰动就是通过上图的qfrc和xfrc来添加的。
【MUJOCO控制篇-1】建一个简单的模型
echo_Fangyb的博客
03-11 3043
【MUJOCO控制篇-1】建一个简单的模型 在本篇博客中，我们将深入探讨一个具体的MuJoCo模型，通过其XML配置文件来解析模型的组成、设计理念及其在模拟环境中的作用。MuJoCo（Multi-Joint dynamics with Contact）是一种用于机器人学、生物力学、仿生学和其他领域的物理引擎，它支持精确的力学模拟和复杂交互的创建。
探索机器人控制新境界：MuJoCo Controllers深度解析与应用推广
gitblog_00008的博客
06-05 593
探索机器人控制新境界：MuJoCo Controllers深度解析与应用推广 在机器人技术和人工智能的广阔天地里，MuJoCo Controllers犹如一位智慧导师，带领我们踏入高级仿真和控制系统的殿堂。今天，我们将深入探讨这一开源宝藏，揭示它如何简化复杂控制理论的学习与实践，并展示其在现实世界中的无限潜能。 项目介绍 MuJoCo Controllers 是一个教育性质的项目，旨在通过单一文...
Mujoco雅克比-逆运动-传感器
逐日者
02-12 2033
#include<stdbool.h> //for bool //#include<unistd.h> //for usleep //#include <math.h> #include "mujoco.h" #include "glfw3.h" #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "string.h" //simulation end time double simend = 20; double qi..
MuJoCo 入门教程（一）
weixin_46300916的博客
04-02 8402
在 MuJoCo 仿真中输入自定义数字有三种方法。首先，可在 XML 中定义全局数字字段。它们有一个名称和一个实数值数组。其次，可以通过特定元素的自定义数组来扩展某些模型元素的定义。具体方法是在 XML 元素大小中设置 nuser_XXX 属性。第三，数组 mjData.userdata 不用于任何 MuJoCo 计算。用户可以在这里存储自定义计算的结果；请记住，所有随时间变化的内容都应存储在 mjData 中，而不是 mjModel 中。自定义文本字段可以保存在模型中。
mujoco中机器人力控制python实现
FL1717的博客
09-09 1638
在mujoco中可以实现机器人与环境交互过程中的力控制，那么在mujoco中模拟这种行为一般是要进行编程控制的。sim.data是 MuJoCo 模拟器中的一个对象，包含了所有模拟过程中的动态数据。它是MjData类的实例，用于存储和访问有关模拟状态和物理数据的信息。
mujoco关节卡住不动，range(,)删了又报错
weixin_51533521的博客
03-02 328
设置了range为-90到90，删除range又报错。一级倒立摆运动情况如下 ![在这里就卡住了](https://img-blog.csdnimg.cn/8ed8da2f3daa4083ad585e81f555a5c2.png#pic_center) 就希望他无视range="-90,90" ，又不要报错，解决如下： 将 limited="true"删除。运动情况如下，摆杆可以无限制转动 ![](https://img-blog.csdnimg.cn/e4f5cdf4ae3642a.
Mujoco-小球建模与控制
逐日者
02-08 1774
视频教程： https://www.bilibili.com/video/BV1e44y1H7Mn/ 资源请到tiny.cc/mujoco下载 将mujoco的include 复制到parojectile上一级目录 parojectile上一级目录中创建bin目录，然后将mujoco的lib文件复制到bin里 https://pan.baidu.com/s/1TalZP3sc-_is7nM26ozsSQ 提取码: jr76 从上面的链接中下载额外的h文件和so,分别放到include,bin下面 sudo
强化学习最强仿真平台--MuJoCo官方文档解读-Introduction
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weixin_42188287的博客
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链接 2021年10月18日DeepMind收购并开源了MuJoCo软件（之前都是收费的，最早由Roboti LLC开发），MuJoCo：Multi-Joint dynamics with Contact 一、Overview 1.1 介绍 MuJoCo是一个带有C API的C/C库，面向研究人员和开发人员。运行时模拟模块被调优为最大限度地提高性能，并对由内置XML解析器和编译器预先分配的低级数据结构进行操作。用户使用原生的MJCF场景描述语言定义模型–这是一种设计为尽可能具有人类可读性和可编辑性的XML文
Mujoco 2D hopper
逐日者
02-23 973
MuJoCo Lec9
MuJoCo 入门教程（二）
weixin_46300916的博客
04-18 2857
本章介绍 MuJoCo 的数学和算法基础。对于熟悉广义或关节坐标建模和仿真的读者来说，整体框架是相当标准的。因此，我们将对这些材料进行简要总结。本章的大部分篇幅用于介绍我们如何处理接触和其他约束条件。这种方法是基于我们最近的研究，也是 MuJoCo 所独有的，因此我们花时间对其进行了详细的激励和解释。更多信息可参见下面的论文，尽管本章中的一些技术思想是新的，在其他地方还没有描述过。
MuJoCo状态动作观测维度 (强化学习测试平台)
xyp99的博客
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from paper：CONTINUOUS CONTROL WITH DEEP EINFORCEMENT LEARNING 维度 task name dim(s) dim(a) dim(o) blockworld1 18 5 43 blockworld3da 31 9 102 canada 22 7 62 canada2d 14 3 29 cart 2 1 3 cartpole 4 1 14 cartpoleBalance 4 1 14 cartpoleParal
Mujoco平面双足机器人模拟
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mujoco双足机器人模拟
Mujoco视频学习笔记 1 20240701
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视频来自youtubemujoco中默认是度 但是你也可以通过相应的标签改成弧度 在MuJoCo中， 是一个属性，用于描述物体的对角惯性张量。具体来说：对角惯性张量（Diagonal Inertia Tensor）：对角惯性张量是一个3x3的对角矩阵，表示了物体绕它的主轴旋转时的惯性特性。这个矩阵通常由三个主对角元素组成：( [I_{xx}, I_{yy}, I_{zz}] )，其中 ( I_{xx}, I_{yy}, I_{zz} ) 是关于物体质心的惯性矩。MuJoCo 中的 属性：在MuJoCo的物
mujoco c++添加鼠标驱动的外力作为扰动
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<think>好的，我需要帮助用户了解如何在MuJoCo的C++环境中添加鼠标驱动外力作为扰动。首先，我得回想一下MuJoCo的基本结构和API，特别是关于施加外力的部分。MuJoCo的模拟循环通常包括准备数据、执行前向动力学、施加控制、积分步骤等。用户需要的是在运行时通过鼠标输入来施加外力，这可能涉及到实时交互的部分。 首先，用户需要在C++代码中处理鼠标输入。这可能涉及到操作系统的API，比如在Windows上使用GetCursorPos，或者在Linux上使用Xlib。不过，跨平台的话可能需要使用像GLFW这样的库来处理窗口和输入事件，特别是如果用户已经使用MuJoCo的OpenGL渲染器的话。假设用户已经创建了一个可视化窗口，那么集成鼠标事件处理是必要的。 接下来，需要将鼠标的位置或移动转换为施加在模型上的力。这里可能需要将屏幕坐标转换为3D世界坐标，或者根据相机的视角进行射线投射，确定施加力的位置和方向。例如，当用户点击并拖动鼠标时，可以计算鼠标移动的向量，并将其映射为某个方向上的力。 然后，关于MuJoCo中施加外力的方法，通常使用mjvApplyPerturbForce函数，该函数用于在交互式应用中施加扰动力。需要获取施加力的身体或几何体的ID，确定力的施加点（例如物体的质心或某个特定位置），然后根据鼠标输入计算力的大小和方向，最后在控制回调函数或每个仿真步骤中调用施加力的函数。 此外，需要注意在模拟循环中的哪个阶段施加力。通常，在mj_step之前的回调函数中处理外力应用是合适的。例如，可以在mjcb_control回调中处理用户输入并施加力，或者直接在每次循环中处理输入后调用施加力的函数。 可能还需要考虑力的平滑处理，避免突变导致的数值不稳定。例如，使用低通滤波器处理鼠标输入，或者根据拖动速度动态调整力的大小。 最后，代码结构方面，用户需要初始化模型和数据，设置回调函数，处理鼠标事件，转换坐标，计算力，并应用到模型上。可能需要参考MuJoCo的官方示例，如simulate.cpp，其中包含处理鼠标和键盘输入的代码，特别是关于扰动应用的部分。 总结步骤大致如下： 1. 初始化MuJoCo模型和数据结构。 2. 创建可视化窗口并设置鼠标事件回调。 3. 在鼠标事件处理中，获取鼠标位置和拖动信息。 4. 将屏幕坐标转换为3D世界坐标，确定施加力的位置和方向。 5. 计算力的大小，可能基于拖动速度或距离。 6. 在模拟循环的适当阶段（如mj_step前）调用mjvApplyPerturbForce施加力。 7. 处理力的持续时间和释放，确保只在拖动时施加力。 可能遇到的问题包括坐标转换的正确性、力的方向与鼠标移动方向的一致性，以及不同物体选择的问题。用户可能需要通过选择器让用户点击特定物体，再对其施加力。这涉及到射线检测，MuJoCo的mjr_select函数可能用于此。 另外，需要确保在C++代码中正确管理内存和资源，避免泄漏。同时，实时性能也很重要，确保鼠标事件处理不会显著影响模拟的实时性。 可能需要参考的MuJoCo函数和结构包括mjvCamera、mjvPerturb、mjvScene、mjvOption等，这些在可视化上下文中处理扰动和选择。用户可能需要维护一个mjvPerturb实例来跟踪扰动的状态，如是否激活、施加的位置和力等。 最后，建议用户查阅MuJoCo的官方文档和示例代码，特别是关于交互式操作的部分，以及C++ API的使用方法。同时，调试时可以使用MuJoCo的调试可视化功能，查看施加的力是否按预期作用。</think>在MuJoCo的C++环境中通过鼠标交互施加外力扰动，需结合输入事件处理和物理引擎API。以下是分步实现方法： --- ### **1. 环境准备** ```cpp #include <mujoco/mujoco.h> #include <GLFW/glfw3.h> // 处理窗口和输入 mjModel* m = nullptr; mjData* d = nullptr; mjvCamera cam; mjvOption opt; mjvScene scn; mjrContext con; GLFWwindow* window; ``` --- ### **2. 鼠标事件处理** 注册回调函数捕获鼠标动作： ```cpp // 全局变量记录鼠标状态 bool mouse_left_pressed = false; double last_x, last_y; void mouse_button(GLFWwindow* window, int button, int act, int mods) { if (button == GLFW_MOUSE_BUTTON_LEFT) mouse_left_pressed = (act == GLFW_PRESS); } void mouse_move(GLFWwindow* window, double xpos, double ypos) { // 记录鼠标移动量 double dx = xpos - last_x; double dy = ypos - last_y; last_x = xpos; last_y = ypos; // 仅当左键按下时处理 if (mouse_left_pressed) { apply_force_based_on_mouse(dx, dy); } } ``` --- ### **3. 坐标转换与射线检测** 将屏幕坐标转为3D射线，检测点击物体： ```cpp void screen_to_world_ray(double x, double y, mjtNum* ray_start, mjtNum* ray_end) { // 获取视口和投影矩阵 mjrRect viewport = {0, 0, 0, 0}; mjr_maxViewport(&viewport); mjtNum aspect = (mjtNum)viewport.width / (mjtNum)viewport.height; // 计算相机坐标系下的射线 mjtNum ray_dir[3]; mju_f2n(ray_dir, mjv_ray(&cam, aspect, (x/viewport.width), (y/viewport.height))); // 转换到世界坐标系 ray_start[0] = cam.pos[0]; ray_start[1] = cam.pos[1]; ray_start[2] = cam.pos[2]; ray_end[0] = cam.pos[0] + ray_dir[0]; ray_end[1] = cam.pos[1] + ray_dir[1]; ray_end[2] = cam.pos[2] + ray_dir[2]; } // 选择被点击的物体 int selected_body = -1; void select_body(int x, int y) { mjrRect rect = {x, y, 1, 1}; unsigned char rgba[4]; mjr_readPixels(rgba, nullptr, rect, &con); selected_body = rgba[0]; // Body ID保存在红色通道 } ``` --- ### **4. 施加外力** 根据鼠标移动量计算力向量并应用： ```cpp void apply_force_based_on_mouse(double dx, double dy) { if (selected_body < 0) return; // 将鼠标位移转为力向量（示例：横向为x轴，纵向为z轴） mjtNum force[3] = {dx * 0.1, 0, -dy * 0.1}; // 缩放系数调整力度 // 施加在物体质心 mj_applyForce(m, d, force, nullptr, d->xipos + 3*selected_body, // 质心位置 selected_body, d->qfrc_applied); } ``` --- ### **5. 集成到主循环** ```cpp while (!glfwWindowShouldClose(window)) { // 处理输入事件 glfwPollEvents(); // 模拟步骤 mj_step(m, d); // 渲染 mjv_updateScene(m, d, &opt, nullptr, &cam, mjCAT_ALL, &scn); mjr_render(viewport, &scn, &con); glfwSwapBuffers(window); } ``` --- ### **关键点说明** 1. **坐标转换**：需正确处理屏幕坐标系到3D世界坐标的映射，依赖相机参数。 2. **物体选择**：通过`mjr_select`或读取像素缓冲区获取被点击物体ID。 3. **力的大小**：根据需求调整缩放系数，或引入非线性关系（如速度越快力越大）。 4. **力的作用点**：可修改为点击位置而非质心，需通过射线检测交点。 --- ### **完整示例参考** 建议参考MuJoCo官方示例`simulate.cpp`，重点关注以下函数： - `perturb()`：处理鼠标拖动物体的逻辑 - `render()`：负责可视化更新 - `mouse_move()`：输入事件响应 通过结合这些模块，即可实现鼠标驱动的交互式外力扰动。
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