有誰用過V-REP嗎？給新手一些指導吧

01-29

有誰用過V-REP嗎？可否提供一些入門的資料，最好有中文版的。新手求指導
附官網鏈接：Coppelia Robotics v-rep: Create. Compose. Simulate. Any Robot
感覺是一個很高大上很強大的東西

中文版目前肯定是沒有的，想要用好此類機器人軟體就必須接受英語。

首先想分析一下目前市場上的軟體，以此談一下VREP的優缺點。

目前市場上有很多建模和模擬軟體，最常見的建模軟體無非是CAD類，比如CATIA，SOLIDWORKS等等，這些軟體的側重點在於精確的機械建模，用於生產/工廠規劃等等。另外一類軟體是模擬分析軟體，比如FEM軟體ANSYS，可以進行非常精確的應力/材料/溫度分析等等。還有一類是多體動力學軟體，比如MSC公司的ADAMS，韓國的Recurdyn，這些軟體是基於物理引擎的動力學模擬。

在對比VREP和其他軟體前先說一下物理引擎。

物理引擎是一種基於牛頓力學的數學演算法，也就是說，通過這種演算法能夠模擬真實的物理世界，所謂「真實的物理世界」所指的是包含力的效應的動力學，而不是簡單的運動學。舉一個簡單的例子，在CAD軟體中已經包含的運動學模擬，比如兩個小球可以互相移動，然後碰撞，停止。現在問題來了（挖掘機哪家強？），發生碰撞效應之後，力的傳導是怎樣的？會不會反彈？反彈多少？這些問題都可以由理論力學根據真實的小球質量，材料特性，摩擦力等等在紙上計算出來，然而在CAD中並不包含這部分演算法。所有基於物理引擎的模擬軟體，像VREP，ADAMS，Recurdyn都可以解決此類問題。我們所常見的FPS遊戲CS，COD，俠盜獵車，賽車遊戲NFS，還有Steam公司開發的DOTA2都是基於物理引擎的遊戲，所以會給玩家帶來真實的物理世界遊戲體驗。

關於物理引擎更多的知識請自己google，這裡推薦一篇文章：How Physics Engines Work

CAD軟體不包含物理引擎，而模擬軟體則是基於物理引擎的。

ADAMS，Recurdyn或者ANSYS，這些軟體的優點在於，這些公司研發的物理引擎演算法非常精確，具有針對性，比如在輪胎分析領域，FEM軟體絕對是不二之選，因為橡膠材料的模擬不僅涉及到形變，還有溫變，這是一個非常專業的領域。其他等等等等很多例子不再另述。然而它們也有缺點。

首當其衝的就是價格，Recurdyn的專業版售價約3萬歐元，之後還要每年續費，另外如果需要特別的工具包還要每個月付租金（默認工具包少的可憐）。ADAMS更貴，因為MSC公司是多體動力學軟體的領頭羊。VREP售價5000歐左右，之後的續費也非常合理。第二，上手不容易，不經過培訓根本別想靠自學搞出點什麼名堂來。培訓有兩條路，學術培訓（大學授課）和商業培訓。國內很多軟體課基本學不到什麼東西，因為很多教授自己都不懂，跟工業領域實際應用脫節太厲害。商業培訓是要付很多錢的，除非是像比如Continental做輪胎需要在這一塊研發投入很多財力人力，不然一般公司里不會考慮這種額外的費用和精力。第三，開源和自由編程。雖然物理引擎庫演算法精確，但是不開源，這在一定程度上限制了作為開發人員的可拓展性。

VREP就是在這三點上具有優勢的。VREP集成了建模/編程/物理引擎。它具有三款物理引擎，Bullet/ODE/Vortex。Bullet和ODE都是是開源的，曾經用於很多遊戲（個人測試下來ODE不太行）。Vortex是商業物理引擎，它的開發公司是CM-Labs，這家公司自己也有類似VREP的機器人模擬軟體CM-Labs，雖然引擎庫的計算精確性要比Bullet好很多，但是建模和編程環境沒有VREP方便。第二，VREP本身也是開源的。它使用的是LUA語言進行編程。LUA是一個體積很小的編程語言，但是卻集成了C庫，Python，Matlab等等其他主流語言，這使得工程師非常容易上手。開源，快速，靈活的建模和模擬，同時保證一定的模擬精度，這是研發中非常重要的一部分。

VREP本身也有一些bug，它還是一個小軟體，在不斷改進中，去官網看看它的版本更新就有體會了。它是一個瑞士工程師開發的（也就是論壇網管coppelia），目前還有很多問題沒有解決。比如，一個程序里所有代碼頁（scripts）的執行順序是未知的，這會導致輸入輸出變數的先後順序錯位，導致計算錯誤。

總之，我個人覺得VREP是一款非常有趣的軟體，主要因為我以前也沒有真正接觸過物理引擎，只是在遊戲中聽到過這個詞，現在真正去了解了，發現非常有趣，很多以前學的牛頓學物理知識又有進一步的深入理解。同時，因為它是軟體，在編程和分析錯誤方面也有很多新的經驗和體會。

2016.1.6 更新：

關於物理引擎「Bullet, ODE, 和 Newton」（Vortex 自動忽略）使用經驗

對於複雜系統（32個自由度），如果涉及到 V-rep 和 MATLAB, Python, 或 ROS 某一個或者某幾個之間的通訊問題，ODE 最佳，Bullet 可用，Newton 不推薦。

不涉及通訊，直接 LUA，ODE 依然最佳，Newton 相差無幾，甚至會比 ODE 更穩定，Bullet 也可用。不展開了，純個人經驗。

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先快速回答問題：

1. 最好的快速入門的資料，官方的 Tutorials V-REP User Manual

2. 最好有中文版的，據我所知，沒發現有太好的。

好了，直接略去關於V-rep 最基本的介紹和與其他常用機器人模擬軟體 Gazebo 的詳細比較（感興趣參閱 Draft:Comparison of Robotic Simulators ），直接上使用一個多月來的一些心得。

正如上面所說，個人感覺最好的快速入門資料就是官方的 Tutorials，尤其是 Bubble Rob tutorial， Inverse kinematics tutorial，Importing and preparing rigid bodies tutorial，和Hexapod tutorial，一邊做一邊點開藍色的關鍵詞學習，一天便可對軟體有個整體的把握。

有了最基本的把握之後，便可以根據需要進行深入的學習。下面是一些好資源和小技巧：

1. 油管上的視頻，Nikolai K. https://www.youtube.com/playlist?list=PL38P7Q24q4XA7c0uNj0kO4or-bKhFYdIg

2. 在創建Pure Shape 組成的多體動力學模型中，如果原始模型是在SolidWorks里設計完成的。在輸入轉動慣量時可以藉助SolidWorks to URDF Exporter sw_urdf_exporter 插件，藉助 V-rep 的 Plugins 導入 URDF 文件。個人使用經驗是質量和質心是正確的，轉動慣量需要調整「+」「-」符號（參考轉動慣量範式）。

3. 如果使用MATLAB 進行編程開發，首先實現兩軟體之間的連接通訊問題參見 Enabling the Remote API 。V-rep 安裝文件夾programming/remoteApiBindings/matlab 里的simpleTest.m 和simpleSynchronousTest.m 是首先必看的參考。

4. Github上的 empireryan/vrepMatlab empireryan/vrepMatlab · GitHub 在 MATLAB 中實現了官方 Tutorials 里的 bubble Rob 和quadrotor scene，可以用來快速把握實現兩軟體之間的連接通訊問題。

5. Github上的ULgRobotics/trs ULgRobotics/trs · GitHub 是非常好的參考。項目介紹參見 TRS: An Open-source Recipe for Teaching (and Learning) Robotics with a Simulator

6. V-REP Forum： V-REP Forum - Index page 有大量官方管理員答疑的回復，有很高的參考價值。管理員很活躍，實在解決不了的問題可以提問，一般會在一天內收到答覆。

先就想起來這些，以後有別的會進一步更新。歡迎各位師兄討論指正。

可以關注我的專欄，地址：Vrep機器人動力學建模模擬

在簡書里寫了一部分教程，有興趣可以多交流

[連載 0]Vrep入門介紹
[連載 1]Vrep小車建模——前進和轉向
[連載 2]Vrep小車建模——內嵌腳本
[連載 3]Vrep小車建模——matlab控制
[番外1]彈跳平衡車
[番外2]Vrep小車機械臂抓取

我之前用過一段時間寫了個簡單的筆記可供參考

機器人模擬軟體 V-REP 入門教程（二）基本操作

V-REP 和MATLAB機器人工具箱如何連接？有人了解嗎

最近也在研究這個軟體，由於是比較新的軟體所以網上資料少的可憐。現階段最高效的方法就是打開源代碼自己不斷改編來看模擬效果，很快就能上手

試著跟著user manaul里的tutorials做一些常式

你好，我想問下這款軟體是開源免費的嗎？還是需要錢來購買的商業軟體？

我想問一下matlab 新出的robotics toolbox 工具箱與vrep和gazebo相比有什麼區別和優勢呢