Genesis 物理引擎入门实战

pip3 install genesis-world

import time
import argparse
import genesis as gs


def main():
    # 1. 解析命令行参数
    # 使用 argparse 库让我们可以在运行脚本时传入 URDF 文件的路径。
    # 这样做的好处是我们不需要每次修改代码来查看不同的模型。
    parser = argparse.ArgumentParser(description="简单的 Genesis URDF 查看器")
    parser.add_argument("urdf_path", type=str, help="URDF 文件的路径")
    args = parser.parse_args()

    # 2. 初始化 Genesis 环境
    # backend=gs.gpu 指定使用 GPU 进行并行计算加速。
    # 如果没有 NVIDIA GPU，可以尝试改为 gs.cpu，但性能会受影响。
    gs.init(backend=gs.cpu)

    # 3. 创建场景 (Scene)
    # Scene 是 Genesis 中所有物理实体的容器。
    # show_viewer=True 会自动弹出一个 3D 窗口让我们看到渲染结果。
    scene = gs.Scene(
        show_viewer=True,
        sim_options=gs.options.SimOptions(
            gravity=(0, 0, 0)  # 关闭重力，机器人将保持静止
        )
    )

    # 4. 添加地面
    # Plane() 创建一个无限大的平面，通常作为地面使用。
    # 如果没有地面，物体受重力影响会一直下坠。
    scene.add_entity(
        gs.morphs.Plane()
    )

    # 5. 加载 URDF 模型
    # URDF (Unified Robot Description Format) 是机器人常用的描述文件。
    try:
        robot = scene.add_entity(
            gs.morphs.URDF(
                file=args.urdf_path,
                fixed=True, # 将机器人的基座固定在世界坐标系中，防止它倒下或移动
            )
        )
    except Exception as e:
        print(f"加载 URDF 失败: {e}")
        return

    # 6. 构建场景
    # 在添加完所有实体后，必须调用 build()。
    # 这一步会编译底层的计算图，准备好物理引擎所需的数据结构。
    scene.build()

    # 7. 自动调整机器人高度，确保完全在地面以上
    # 获取机器人的边界框（最低点）
    aabb = robot.get_AABB()  # 获取轴对齐边界框 (Axis-Aligned Bounding Box)
    min_z = aabb[0][2]  # 边界框最低点的 z 坐标

    # 如果最低点在地面以下（z < 0），则抬高机器人
    if min_z < 0:
        current_pos = robot.get_pos()
        robot.set_pos((current_pos[0], current_pos[1], current_pos[2] - min_z + 0.01))
        print(f"机器人已自动抬高 {-min_z + 0.01:.3f} 米，确保完全在地面以上")

    print("查看器已启动。关闭窗口即可退出。")
    
    # 8. 运行仿真循环
    # 这是一个无限循环，不断推进物理世界的"时间"。
    # scene.step() 会计算下一帧的物理状态（位置、速度、碰撞等）并刷新渲染。
    while True:
        scene.step()
        time.sleep(0.01)

if __name__ == "__main__":
    main()

gs.init(backend=gs.cpu)

scene = gs.Scene(
    show_viewer=True,
    sim_options=gs.options.SimOptions(
        gravity=(0, 0, 0)  # 关闭重力
    )
)

scene.add_entity(gs.morphs.Plane())  # 添加地面
robot = scene.add_entity(gs.morphs.URDF(file=args.urdf_path, fixed=True))

scene.build()

aabb = robot.get_AABB()
min_z = aabb[0][2]
if min_z < 0:
    current_pos = robot.get_pos()
    robot.set_pos((current_pos[0], current_pos[1], current_pos[2] - min_z + 0.01))

while True:
    scene.step()
    time.sleep(0.01)

python3 urdf_viewer.py path/to/your/robot.urdf

python3 urdf_viewer.py g1_29dof.urdf