Préface

L'auteur utilise ISAAC SIM pour ses besoins professionnels et a également compilé un didacticiel sur la façon de l'utiliser, afin que les futurs utilisateurs puissent éviter les détours.

Auteur : Herman Ye@Auromix
Auromix est une organisation de passionnés de robots. Bienvenue pour participer à nos projets open source sur Github

1. Installez Isaac Sim

1. Téléchargez l'omnivers

NVIDIA Omniverse™ Isaac SimIl s'agit NVIDIA Omniverse™d'une boîte à outils de simulation de robot pour la plateforme. Isaac SimIl possède des fonctions clés pour créer des mondes et des expériences robotiques virtuels. Il fournit aux chercheurs et aux praticiens les outils et les flux de travail nécessaires pour créer des simulations robustes et physiquement précises et des ensembles de données synthétiques. Isaac SimEn ROS/ROS2prenant en charge les applications de navigation et de contrôle. Il peut simuler les données de capteurs tels que RVB-D, Lidar et IMU pour les utiliser dans diverses techniques de vision par ordinateur telles que la randomisation de domaine, les étiquettes de vérité terrain, la segmentation et les cadres de délimitation.

Puisqu'il Isaac Sims'agit d'une NVIDIA Omniverseboîte à outils de simulation basée sur une plate-forme, vous devez la télécharger depuis le site officiel de Nvidia Isaac Sim.Omniverse

2. Démarrez Omniverse

Remplacez <your_omniverse_appimage>la version omniverse téléchargée pour vous, généralement nomméeomniverse-launcher-linux.AppImage

sudo chmod +x <your_omniverse_appimage>  # grant executable permissions

exemple:

sudo chmod +x omniverse-launcher-linux.AppImage # grant executable permissions

Appimage peut ne pas démarrer sans FUSE installé, alors installez d'abord FUSE

sudo apt install fuse -y  # install fuse

Démarrez Omniverse via la ligne de commande ou double-cliquez manuellement pour le démarrer

./<your_omniverse_appimage>

exemple:

./omniverse-launcher-linux.AppImage

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3. Connectez-vous à votre compte Nvidia

Connectez-vous au compte Nv, suivez les instructions et accédez par défaut à la page principale d'Omniverse.

4.Installez la carte SIM ISAAC

Entrez dans EXCHANGEla page, sélectionnez ISAAC SIM, cliquez sur installet attendez la fin du téléchargement et de l'installation automatiques.

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5.Installer NUCLEUS

Omniverse Isaac SimUtilisez-le NVIDIA Omniverse™ Nucleuspour accéder à des éléments tels que l'environnement et les fichiers USD du robot. Omniverse NucleusLes services permettent à diverses applications clientes, moteurs de rendu et microservices de Omniverse Isaac Simpartager et de modifier des représentations de mondes virtuels.

NucleusAdoptez un modèle de publication/abonnement . Sous contrôle d'accès, les clients Omniverse peuvent publier des modifications apportées aux actifs numériques et aux mondes virtuels dans la base de données Nucleus (DB) , ou s'abonner à leurs modifications. Les modifications sont transférées en temps réel entre les applications connectées. Les actifs numériques peuvent inclure la géométrie, les lumières, les matériaux, les textures et d'autres données qui décrivent le monde virtuel et son évolution au fil du temps.

Cela permet à diverses Omniverse-enabledapplications clientes (applications, connecteurs, etc.) de partager et de modifier une représentation faisant autorité du monde virtuel.

Entrez sur NUCLEUSla page et cliquez Add Local Nucleus Devicepour créer un compte administrateur.
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Cliquez COMPLETE SETUPet attendez que le téléchargement et la configuration soient terminés.

6. Démarrez ISAAC SIM

LIBRARYRecherchez ISAAC SIM dans , cliquez sur Démarrer Launch, suivez les options par défaut et cliquez sur STARTContinuer pour démarrer
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. Au cours du processus, vous pouvez rencontrer des installations dépendantes, une compilation légère, un chargement, etc. La vitesse sera différente en fonction des performances du personnel ordinateur, attendez.

Astuce : ISAAC SIM a des exigences strictes en matière de performances des ordinateurs personnels, je recommande donc personnellement le tableau de configuration minimale suivant :

matériel	paramètre
Mémoire	32 Go
stockage	1 T
Mémoire vidéo	8G

Pour connaître les exigences spécifiques de performances ISAAC SIM, veuillez vous référer à la documentation Nvidia Isaac Sim Configuration système requise.
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7. Observez l'interface principale d'ISAAC SIM

Après avoir démarré et terminé avec succès la compilation, la configuration et d'autres processus, l'interface principale vide d'Isaac Sim devrait être dans l'état suivant :
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Annexes connexes

Nvidia Omniverse Isaac Sim Documentation
Tutoriel Isaac Sim ROS2
Comment utiliser Isaac Sim avec votre propre robot ?
Auromix Github Repository
0nhc@Auromix Isaac Sim wild tutoriel 01 : Installation d'Isaac Sim

2. Utilisation simple d'Isaac Sim

Ceci est le schéma d'architecture d'Isaac Sim, qui peut être utilisé comme référence. Pour une architecture spécifique, un flux de développement et d'autres contenus connexes, veuillez vous référer à la documentation d'Isaac Sim.
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1. Comprendre le dollar américain

Comme mentionné dans le framework USD, vous pouvez en apprendre un peu plus :
Omniverse Isaac Simutiliser USDle format de fichier d'échange pour représenter la scène. Universal Scene Description (USD)Il s'agit d'une description de scène 3D et d'un format de fichier open source facilement extensible développés par Pixar pour la création de contenu et l'échange entre outils. En raison de sa puissance et de sa polyvalence, USDil est largement adopté non seulement dans la communauté des effets visuels, mais également dans les domaines de l'architecture, du design, de la robotique, de la fabrication et autres.

2. Configurer l'environnement

Les cas suivants sont basés ROS2 Humblesur la version

Installer Xacro

sudo apt-get install ros-humble-xacro

Installer l'extension ROS d'Isaac Sim

Reportez-vous au didacticiel Activation de l'extension de pont ROS / ROS 2 fourni par Isaac Sim et effectuez les étapes suivantes :

Activer l’extension du pont ROS

Dans Isaac Sim, accédez au menu Gestionnaire d'extensions de Fenêtre -> Extensions et recherchez le pont ROS. Veuillez noter qu'une seule extension ROS Bridge peut être activée à la fois. Par exemple, ROS BRIDGE ne peut pas être utilisé lorsque ROS2 BRIDGE est activé.

Définir la configuration du middleware Fast DDS

Créez un nouveau fichier FASTDDS dans le répertoire ROS

sudo touch ~/.ros/fastdds.xml

Ouvrez le fichier et collez le contenu du fichier XML suivant :

 sudo nano ~/.ros/fastdds.xml

Par exemple, utilisez l'outil d'édition nano pour ouvrir le fichier :

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>

<license>Copyright (c) 2022, NVIDIA CORPORATION.  All rights reserved.
NVIDIA CORPORATION and its licensors retain all intellectual property
and proprietary rights in and to this software, related documentation
and any modifications thereto.  Any use, reproduction, disclosure or
distribution of this software and related documentation without an express
license agreement from NVIDIA CORPORATION is strictly prohibited.</license>


<profiles xmlns="http://www.eprosima.com/XMLSchemas/fastRTPS_Profiles" >
    <transport_descriptors>
        <transport_descriptor>
            <transport_id>UdpTransport</transport_id>
            <type>UDPv4</type>
        </transport_descriptor>
    </transport_descriptors>

    <participant profile_name="udp_transport_profile" is_default_profile="true">
        <rtps>
            <userTransports>
                <transport_id>UdpTransport</transport_id>
            </userTransports>
            <useBuiltinTransports>false</useBuiltinTransports>
        </rtps>
    </participant>
</profiles>

fastdds.xmlLe fichier est utilisé pour configurer le middleware Fast DDS dans ROS2.
Dans fastdds.xmlle fichier, les contenus principaux suivants sont définis :

<transport_descriptors>: Définit le descripteur de transport, ici le transport UDPv4 est utilisé.
<participant>: Définit la configuration du participant. Dans cette configuration, le transport UDPv4 est utilisé, il est donc défini UdpTransportsur userTransportset est défini useBuiltinTransportssur false.

L'implication de ces paramètres est que Fast DDS utilisera UDPv4 pour la communication de données au lieu d'utiliser le transport intégré.

Annuler la variable d'environnement LD_LIBRARY_PATH

unset LD_LIBRARY_PATH

unset LD_LIBRARY_PATH: Cette commande est utilisée pour supprimer LD_LIBRARY_PATHles variables d'environnement. LD_LIBRARY_PATHest une variable d'environnement qui spécifie les répertoires dans lesquels l'éditeur de liens dynamique doit rechercher les bibliothèques partagées au moment de l'exécution. Cela peut causer des problèmes s'il LD_LIBRARY_PATHexiste des versions de bibliothèque incompatibles dans les répertoires contenus dans , donc supprimer cette variable d'environnement avant de démarrer Isaac Sim peut éviter des problèmes potentiels.

Ajouter des variables d'environnement au fichier de configuration FAST DDS

export FASTRTPS_DEFAULT_PROFILES_FILE=~/.ros/fastdds.xml

export FASTRTPS_DEFAULT_PROFILES_FILE=~/.ros/fastdds.xml: Cette commande définit FASTRTPS_DEFAULT_PROFILES_FILEla variable d'environnement pour qu'elle pointe vers l'emplacement du fastdds.xmlfichier précédemment créé. Fast RTPS utilise des fichiers XML pour définir les fichiers de configuration, et FASTRTPS_DEFAULT_PROFILES_FILEl'emplacement de ce fichier de configuration est spécifié via des variables d'environnement. Une fois ROS2 Fast DDSdémarré, il examine cette variable d'environnement et charge la configuration à partir du fichier XML spécifié.

Attention : n'exécutez pas Isaac Sim dans un terminal source ROS2car cela pourrait provoquer des erreurs au démarrage en raison de conflits de symboles.
Ceci est généralement déjà écrit lors de l'installation de ROS2 ~/.bashrc, alors faites une sauvegarde de ~/.bashrc et annulez la source automatique de ROS2 dans bashrc.

sudo cp ~/.bashrc ~/.bashrc.backup  # backup the ~/.bashrc

sudo nano ~/.bashrc  # edit the ~/.bashrc

Commentez les lignes de script liées à ROS2 dans ~/.bashrc :

source /opt/ros/humble/setup.bash  # uncomment the line of ROS
source /home/<your_username>/<your_workspace>/install/setup.bash  # uncomment the line of ROS workspace

3. Téléchargez et configurez un espace de travail

Téléchargez le package ROS officiellement fourni par Isaac Sim

Pour la version Humble, l'espace de travail se trouve dans le répertoire du repo téléchargé IsaacSim-ros_workspaces/humble_ws.

git clone https://github.com/NVIDIA-Omniverse/IsaacSim-ros_workspaces

Installer les dépendances

# For rosdep install command
sudo apt install python3-rosdep python3-rosinstall python3-rosinstall-generator python3-wstool build-essential
# For colcon build command
sudo apt install python3-colcon-common-extensions

Définissez la variable d'environnement ROS une fois dans le terminal actuel

source /opt/ros/humble/setup.bash

Cas d'installation du package Turtlebot3

cd ~/humble_ws/src

git clone -b humble-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3.git turtlebot3

Le fichier urdf correspondant est stocké ~/humble_ws/src/turtlebot3/turtlebot3_description/urdfci-dessous

Installer les dépendances des packages ROS

cd humble_ws  # go to the humble_ws folder
rosdep install -i --from-path src --rosdistro humble -y  # install dependencies of ROS

Les résultats suivants doivent être affichés :
#All required rosdeps installed successfully
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Compiler l'espace de travail

Installer les dépendances liées à la compilation

catkin_pkgIl s'agit d'une bibliothèque Python pour le développement de ROS qui peut aider à analyser les informations du package ROS.

pip install catkin_pkg  # install catkin_pkg for ROS colcon build

La bibliothèque Python nommée empyest un moteur de modèles principalement utilisé pour générer du code. Certaines fonctions de ROS en ont besoin pour générer du code lié à l'interface.

# CAUTION: DO NOT INSTALL EM, EM IS NOT FOR ROS2
# pip uninstall em
pip install empy  # install empy for ROS colcon build

Larkest une puissante bibliothèque d'analyse pour créer des analyseurs de grammaire et des compilateurs en Python. Il peut vous aider à analyser des formats de texte et des langues personnalisés, ou à gérer des structures de données complexes.

pip install lark  # install lark colcon build

Définir setuptoolsla version pour éviter les erreurs de compilation

pip uninstall setuptools
pip install setuptools==58.2  # install setuptools 58.2 to avoid build error

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Si le problème persiste, ignorez-le pour le moment et cela n'affectera pas l'utilisation.

compiler

cd ~/humble_ws

unset LD_LIBRARY_PATH  # avoid confict

source /opt/ros/humble/setup.bash

colcon build  # build

5. Utilisez ce package

Ouvrez un nouveau terminal et exécutez la commande suivante

source /opt/ros/humble/setup.bash
cd humble_ws
source install/local_setup.bash

Exécutez ensuite la démo que vous souhaitez exécuter

Isaac Sim tutoriel détaillé d'installation et d'utilisation