AirSim环境搭建指南：Windows/Linux/macOS全平台部署
项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ai/AirSim 本文详细介绍了AirSim仿真环境在Windows、Linux和macOS三大平台上的完整部署流程。从Windows平台的二进制包安装与源码编译，到Linux环境的依赖配置与编译优化，再到macOS的特殊配置与注意事项，提供了全方位的技术指导。文章涵盖了系统要求、依赖安装、编译步骤、性能优化以及常见问题解决方案，帮助用户根据自身需求选择最适合的部署方式。
Windows平台二进制包安装与编译
AirSim在Windows平台提供了两种部署方式：直接下载预编译的二进制包进行快速部署，或者从源代码编译以获得最大的灵活性和定制能力。本节将详细介绍这两种方法的具体步骤和注意事项。
二进制包安装
对于希望快速体验AirSim功能的用户，推荐使用预编译的二进制包安装方式。这种方法无需复杂的编译环境配置，只需几个简单步骤即可开始使用。
下载二进制包
访问AirSim的GitHub Releases页面，下载最新版本的预编译环境包。目前提供的环境包括：
| 环境名称 | 文件大小 | 适用场景 |
|---|---|---|
| CityEnviron | ~2-4GB | 城市环境仿真 |
| Blocks | ~500MB-1GB | 基础方块环境 |
| LandscapeMountains | ~1-2GB | 山地地形环境 |
下载注意事项：
- 某些环境包可能包含多个分卷文件（如City.zip.001, City.zip.002）
- 确保下载所有分卷文件后再进行解压
- 推荐使用7-Zip进行解压缩操作
安装步骤
-
解压环境包
# 使用7-Zip解压多分卷文件 7z x City.zip.001 -
运行环境
# 进入解压后的目录 cd CityEnviron # 运行环境（默认分辨率） start CityEnviron.exe # 或者在低配置设备上运行 start CityEnviron.exe -ResX=640 -ResY=480 -windowed -
性能优化配置 对于GPU性能有限的设备，可以通过编辑
run.bat文件或直接使用命令行参数进行调整：# 降低分辨率 CityEnviron.exe -ResX=800 -ResY=600 -windowed # 使用OpenGL渲染（减少内存占用） CityEnviron.exe -opengl # 限制帧率 CityEnviron.exe -MaxFPS=30
环境配置示例
以下是一个完整的运行配置示例：
从源代码编译
对于需要定制功能或开发新特性的用户，从源代码编译是必要的选择。这种方法虽然步骤较多，但提供了完全的灵活性。
环境要求
在开始编译之前，请确保系统满足以下要求：
| 组件 | 版本要求 | 备注 |
|---|---|---|
| Visual Studio | 2022 | 必须包含C++桌面开发组件 |
| Windows SDK | 10.0.19041+ | 通常随VS2022自动安装 |
| Unreal Engine | 4.27+ | 需要通过Epic Games启动器安装 |
| CMake | 3.12+ | 用于依赖库构建 |
| Git | 最新版本 | 代码版本管理 |
编译步骤
-
准备开发环境
# 启动VS2022开发人员命令提示符 "C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\2022\Community\Common7\Tools\VsDevCmd.bat" -
获取源代码
# 克隆仓库（推荐使用非系统盘） git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/ai/AirSim.git cd AirSim -
执行编译脚本
# 执行自动编译脚本 build.cmd # 或者指定编译模式 build.cmd --Release build.cmd --Debug
编译过程详解
编译过程主要包含以下几个阶段：
编译选项说明
build.cmd脚本支持多种编译选项：
| 选项 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
| --no-full-poly-car | 跳过高清车辆模型下载 | build.cmd --no-full-poly-car |
| --Debug | 生成调试版本 | build.cmd --Debug |
| --Release | 生成发布版本 | build.cmd --Release |
| --RelWithDebInfo | 带调试信息的发布版 | build.cmd --RelWithDebInfo |
常见问题解决
在编译过程中可能会遇到以下常见问题：
-
Visual Studio版本不匹配
# 错误信息：需要VS2022开发人员命令提示符 # 解决方案：确保使用正确的命令提示符 -
网络问题导致依赖下载失败
# 手动下载依赖库并放置到指定目录 # rpclib: https://github.com/rpclib/rpclib/archive/v2.3.0.zip # eigen3: https://gitlab.com/libeigen/eigen/-/archive/3.3.7/eigen-3.3.7.zip -
磁盘空间不足
# 建议预留至少20GB可用空间 # 编译过程中会产生大量中间文件
编译输出结构
成功编译后，项目目录结构如下：
Unreal/Plugins/AirSim/
├── Content/ # 资源文件
├── Source/ # 源代码
│ ├── AirLib/ # 核心库
│ └── AirSim/ # 插件实现
└── Binaries/ # 编译生成的二进制文件
验证安装
无论采用哪种安装方式，都可以通过以下方法验证安装是否成功：
# Python客户端测试脚本
import airsim
import time
# 连接到仿真器
client = airsim.MultirotorClient()
client.confirmConnection()
# 基本API测试
print("连接状态:", client.ping())
print("仿真时间:", client.getSimulationTime())
性能优化建议
为了获得最佳的运行体验，建议根据硬件配置进行适当的优化：
| 硬件配置 | 推荐设置 | 效果 |
|---|---|---|
| 低端GPU | -ResX=800 -ResY=600 -windowed -opengl | 减少内存占用 |
| 中端GPU | -ResX=1280 -ResY=720 | 平衡画质和性能 |
| 高端GPU | 默认设置 | 最佳视觉体验 |
| 多核CPU | -USEALLAVAILABLECORES | 充分利用多核性能 |
通过上述两种方式，用户可以根据自己的需求选择最适合的AirSim部署方案。二进制包安装适合快速入门和体验，而源代码编译则为深度开发和定制提供了可能。
Linux环境依赖配置与源码编译
AirSim在Linux平台上的部署需要精心配置开发环境并完成源码编译过程。本节将详细指导您完成从系统依赖安装到最终构建的完整流程，确保您能够成功搭建AirSim仿真环境。
系统要求与推荐配置
在开始之前，请确保您的系统满足以下最低要求：
| 组件 | 最低要求 | 推荐配置 |
|---|---|---|
| 操作系统 | Ubuntu 16.04 LTS | Ubuntu 18.04 LTS |
| 处理器 | 4核心 CPU | 8核心 CPU |
| 内存 | 8 GB RAM | 16 GB RAM |
| 显卡 | NVIDIA GTX 1060 | NVIDIA RTX 2080或更高 |
| 存储空间 | 50 GB可用空间 | 100 GB可用空间 |
| Unreal Engine | 4.27版本 | 4.27版本 |
依赖包安装流程
AirSim的构建过程依赖于多个系统库和开发工具。以下是完整的依赖安装命令：
# 更新系统包管理器
sudo apt-get update
# 安装基础开发工具
sudo apt-get -y install --no-install-recommends \
lsb-release \
rsync \
software-properties-common \
wget \
libvulkan1 \
vulkan-utils \
build-essential \
unzip
# 安装Clang编译工具链（AirSim默认使用Clang-8）
sudo apt-get install -y clang-8 clang++-8 libc++-8-dev libc++abi-8-dev
# 配置USB访问权限（用于PX4硬件在环仿真）
sudo /usr/sbin/useradd -G dialout "$USER"
sudo usermod -a -G dialout "$USER"
CMake构建系统配置
AirSim使用CMake作为构建系统，需要特定版本的CMake支持：
对于Ubuntu 18.04及以上版本，可以通过官方仓库安装：
# 添加Kitware APT仓库
sudo apt-get -y install \
apt-transport-https \
ca-certificates \
gnupg
wget -O - https://apt.kitware.com/keys/kitware-archive-latest.asc 2>/dev/null | gpg --dearmor - | sudo tee /etc/apt/trusted.gpg.d/kitware.gpg >/dev/null
sudo apt-add-repository 'deb https://apt.kitware.com/ubuntu/ bionic main'
sudo apt-get -y install --no-install-recommends make cmake
对于旧版系统，需要从源码编译CMake：
# 下载并编译CMake 3.10.2
wget https://cmake.org/files/v3.10/cmake-3.10.2.tar.gz -O cmake.tar.gz
tar -xzf cmake.tar.gz
rm cmake.tar.gz
rm -rf ./cmake_build
mv ./cmake-3.10.2 ./cmake_build
cd cmake_build
./bootstrap
make
第三方库依赖管理
AirSim依赖于多个第三方库，构建过程会自动处理这些依赖：
| 依赖库 | 版本 | 用途 |
|---|---|---|
| rpclib | 2.3.0 | RPC通信框架 |
| Eigen | 3.3.7 | 线性代数计算 |
| MavLink | 最新 | 无人机通信协议 |
构建脚本会自动下载和配置这些依赖项：
# 克隆AirSim仓库
git clone https://github.com/Microsoft/AirSim.git
cd AirSim
# 运行设置脚本（自动下载依赖）
./setup.sh
# 开始构建过程
./build.sh
编译选项与构建模式
AirSim支持多种构建配置，您可以根据需求选择合适的选项：
# 默认发布模式构建
./build.sh
# 调试模式构建（包含调试符号）
./build.sh --debug
# 使用GCC编译器替代Clang
./build.sh --gcc
# 组合选项示例
./build.sh --debug --gcc
构建过程详解
整个构建过程遵循以下步骤：
常见问题与解决方案
在构建过程中可能会遇到以下常见问题：
问题1：Clang版本冲突
# 解决方案：明确指定Clang-8
export CC=clang-8
export CXX=clang++-8
问题2：内存不足
# 解决方案：减少并行编译任务
make -j2 # 使用2个核心而非全部
问题3：磁盘空间不足
# 解决方案：清理临时文件
rm -rf cmake_build
./setup.sh --no-full-poly-car # 跳过高清车辆模型下载
问题4：权限问题
# 解决方案：修复文件权限
sudo chown -R $USER:$USER .
构建输出与验证
成功构建后，系统会生成以下关键文件：
AirSim/
├── AirLib/
│ ├── lib/
│ │ └── x64/
│ │ ├── Release/
│ │ └── Debug/
│ └── deps/
├── Unreal/
│ └── Plugins/
│ └── AirSim/
└── build_release/ 或 build_debug/
验证构建是否成功：
# 检查关键库文件是否存在
ls -la AirLib/lib/x64/Release/
ls -la AirLib/deps/rpclib/lib/
ls -la AirLib/deps/MavLinkCom/lib/
# 检查文件大小（正常应为几MB到几十MB）
ls -lh AirLib/lib/x64/Release/libAirLib.a
环境变量配置
为了确保构建环境的一致性，建议设置以下环境变量：
# 添加到 ~/.bashrc 或 ~/.zshrc
export AIRSIM_PATH=/path/to/your/AirSim
export UE4_PATH=/path/to/your/UnrealEngine
# 编译器配置
export CC=clang-8
export CXX=clang++-8
完成以上步骤后，您的AirSim Linux环境已经配置完成，可以继续进行Unreal Engine项目的集成和使用了。记得定期更新代码库以获取最新的功能改进和错误修复。
macOS特殊配置与编译注意事项
在macOS平台上部署AirSim仿真环境需要特别注意系统版本兼容性、硬件架构差异以及依赖库的特殊配置。作为基于Unreal Engine构建的高保真无人机仿真平台，AirSim在macOS上的部署相比其他平台存在一些独特的技术挑战和优化需求。
系统版本与硬件要求
AirSim官方主要针对macOS Catalina (10.15)进行测试验证，但在实际部署中需要根据不同的硬件架构进行适配：
| 硬件平台 | 支持状态 | 推荐配置 | 注意事项 |
|---|---|---|---|
| Intel x86_64 | 完全支持 | macOS 10.15+ | 使用标准编译流程 |
| Apple Silicon (M1/M2) | 实验性支持 | macOS 11.0+ | 需要Rosetta 2和特殊编译参数 |
| 混合架构 | 部分支持 | macOS 12.0+ | 需要明确的架构指定 |
依赖环境配置
macOS平台需要特定的开发工具链和依赖库，以下是完整的配置流程：
# 安装Homebrew包管理器
/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"
# 安装必要的开发工具
brew update
brew install llvm cmake wget coreutils
brew install --cask unreal-engine
CMake版本要求
由于Apple Silicon处理器的特殊性，macOS平台对CMake版本有严格要求：
编译器配置
AirSim在macOS上使用LLVM/Clang工具链，需要正确配置编译环境：
# 设置编译器路径
export CC="$(brew --prefix)/opt/llvm/bin/clang"
export CXX="$(brew --prefix)/opt/llvm/bin/clang++"
# 验证编译器版本
clang --version
clang++ --version
Apple Silicon特殊处理
对于M1/M2芯片的Mac设备，需要额外的兼容性配置：
# 启用Rosetta 2转译
softwareupdate --install-rosetta
# 设置架构特定的编译参数
CMAKE_VARS="-DCMAKE_APPLE_SILICON_PROCESSOR=x86_64"
# 完整的编译命令
./setup.sh
./build.sh
依赖库处理
macOS平台需要特别注意以下依赖库的安装和处理：
- rpclib 2.3.0: 必须从指定版本源码编译
- Eigen 3.3.7: 线性代数库，需要特定版本兼容
- LLVM工具链: 推荐使用Homebrew安装的最新版本
# 检查依赖库状态
if [ ! -d "external/rpclib/rpclib-2.3.0" ]; then
echo "需要重新下载rpclib..."
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