webots（一):創建一個簡單的仿真環境
目的：
熟悉用戶界面和Webots的基本概念。創建一個簡單的仿真環境：一個有地板和牆壁的場地，幾個盒子，一個電子冰球機器人以及一個使機器人運動的控制器程序。
目錄：
1.安裝啓動webots
2.創建一個new world
3.添加一個電子冰球機器人
4.創建一個新的控制器
5.設置速度控制
實踐：（代碼塊裏爲具體操作）
1.安裝不做贅述
2.創建一個new world
world是一個包含對象信息的文件，其中包含了他們的外形，它們之間如何相互影響，天空是什麼，如何定義重力，摩擦力，物體的質量，顏色模擬等等。不同的對象稱爲“ Nodes”，並在“ Scene Tree”中進行分層組織。因此，一個節點可能包含子節點。world存儲在具有.wbt擴展名的文件中。文件格式源自VRML97語言，並且易於閱讀。世界文件必須直接存儲在名爲worlds的目錄中。
(1) 單擊“嚮導（Wizards）”--“新建項目目錄”，選擇你喜歡的項目目錄，這裏是“my_first_simulation”;
(2) 命名world文件爲“my_first_simulation.wbt”;
(3) 選擇所有的複選框，包括默認情況下未選中的“Add a rectangle arena”。--“finish”
現在創建了第一個Webots world！3D視圖應顯示帶有方格地板的正方形場地。可以使用鼠標在3D視圖中移動視點：左按鈕，右按鈕和滾輪。“ Scene Tree”列出的節點包括：
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WorldInfo：包含模擬的全局參數。
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視點：定義主要視點相機參數。
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TexturedBackground：定義場景的背景（如果稍微旋轉視點，您應該看到山很遠）
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TexturedBackroundLight：定義與上述背景關聯的光。
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RectangleArena：定義到目前爲止您在該場景中看到的唯一對象。
每個節點都有一些稱爲Fields的可自定義屬性。可以通過修改這些字段以更改矩形區域：
![]()
雙擊`RectangleArena`場景樹中的節點。這應該打開節點並顯示其字段。
（1）選擇該`floorTileSize`字段並將其值設置`0.25 0.25`爲`0.5 0.5`。可以立即在3D視圖中看到效果。
（2）選擇該`wallHeight`字段並將其值更改`0.05`爲`0.1`。場地的牆現在應該更低。
在場景樹視圖中，如果字段與默認值不同，則字段將以不同的顏色顯示（取決於主題）。
在場景中添加一些對象，雙擊`RectangleArena`場景樹中的將其關閉並選擇它。單擊場景樹頂部的`Add`按鈕。在打開的對話框中，選擇`PROTO nodes (Webots Projects) / objects / factory / containers / WoodenBox (Solid)`。一個大盒子應該出現在舞臺中央。在場景樹中雙擊它以打開其字段。
（1）將其更改`size`爲`0.1 0.1 0.1`而不是`0.6 0.6 0.6`。
（2）將其更改`translation`爲`0 0.05 0`而不是`0 0.3 0`。或者，您可以使用3D視圖中顯示的綠色箭頭來調整其`translation.y`字段。
（3）現在，在3D視圖中按住Shift鍵並單擊並拖動該框，然後將其移動到競技場的某個角落。
（4）選擇該框，然後按Ctrl-C，Ctrl-V（Windows，Linux）或Cmd-C，Cmd-V（macOS）進行復制和粘貼。按住Shift並單擊並拖動新框，將其移到其他位置。用這種方法創建第三個框。
（5）移動這些框，以使任何框都不會位於競技場的中心。您也可以使用綠色的旋轉箭頭沿垂直軸旋轉框。也可以通過按住Shift並用鼠標右鍵拖動來完成。或者，您可以更改場景樹中節點的`rotation`視場角度`WoodenBox`。**
（6）對結果滿意後，請使用保存按鈕保存世界。
3.添加一個電子冰球機器人
e-puck是一款小型機器人，帶有差速輪，10個LED和幾個傳感器，其中包括8個DistanceSensors和一個Camera。目前，我們僅對使用其輪子感興趣。在接下來的教程中，將學習如何使用其他功能。現在，將向世界添加一個電子冰球模型。確保仿真已暫停並且虛擬時間已過，爲0。如果不是這種情況，請使用Reset按鈕重置模擬
當修改Webots世界以進行保存時，首先要暫停模擬並將其重新加載到其初始狀態，這是基本的要求，即主工具欄上的虛擬計時器應顯示0：00：00：000。否則，每次保存時，每個3D對象的位置都會累積錯誤。因此，對世界的任何修改都應按以下順序執行：暫停，重置，修改和保存仿真。
這個e-puck節點實際上是一個PROTO節點，就像我們之前介紹的RectangleArena或WoodenBox一樣。原型製作允許您創建自定義對象並重用它們。
（1）選擇`WoodenBox`場景樹視圖的最後一個節點。單擊場景樹視圖頂部的`Add`按鈕!。
（2）在對話框中，選擇`PROTO nodes (Webots Projects) / robots / gctronic / e-puck / E-puck (Robot)`。
（3）電子冰球機器人應該出現在舞臺中央。移動和旋轉此機器人，就像處理盒子一樣。保存模擬並按下`運行`按鈕!。
機器人應移動，LED閃爍，並避免障礙物。這是因爲它具有具有該行爲的默認控制器。
在仿真運行時，可以通過添加力看一下物體的物理屬性。
（1）因爲默認情況下，它們沒有質量並且被視爲粘在地板上，不可能對節點施加力，。要在節點上啓用物理，您應該將其場設置爲某個值（例如0.2 kg）。完成此操作後，也應該能夠對它們施加力。
（2）按下*Alt +左鍵單擊+拖動*，向機器人[施加力]。在Linux上，除了*Alt +左鍵單擊+拖動*外，還應按*Ctrl*鍵。
4.創建一個新的控制器
現在，將編寫一個簡單的控制器，使機器人向前移動。Webots控制器可以用以下編程語言編寫：C，C ++，Java，Python，MATLAB，ROS等。C，C ++和Java控制器必須先進行編譯，然後才能作爲機器人控制器運行。Python和MATLAB控制器是解釋性語言，因此它們無需編譯即可運行。此內容將使用C++作爲參考語言。
使用菜單創建一個新的C++控制器`EPuckGoForward`：
（1）單機`（嚮導）Wizards /（新機器人控制器） New Robot Controlle`。
（2）目錄選擇`my_first_simulation/controllers`。選擇在文本編輯器中打開源文件的選項。
直接上代碼
#include <webots/Robot.hpp>
// Added a new include file
#include <webots/Motor.hpp>
#define TIME_STEP 64
// All the webots classes are defined in the "webots" namespace
using namespace webots;
int main(int argc, char **argv) {
Robot *robot = new Robot();
// get the motor devices
Motor *leftMotor = robot->getMotor("left wheel motor");
Motor *rightMotor = robot->getMotor("right wheel motor");
// set the target position of the motors
leftMotor->setPosition(10.0);
rightMotor->setPosition(10.0);
while (robot->step(TIME_STEP) != -1);
delete robot;
return 0;
}
保存修改後的源代碼（File / Save Text File），然後進行編譯。當Webots建議重置或重新加載世界時，請選擇Reset，並將控制器選擇爲新的控制器，運行仿真。
5.速度控制
機器人的輪子通常是通過速度控制的，而不是像前面的示例那樣通過位置控制的。爲了控制車輪的電動機的速度，您需要將目標位置設置爲無窮大並設置所需的速度：
上代碼
#include <webots/Robot.hpp>
// Added a new include file
#include <webots/Motor.hpp>
#include <math.h>
#define TIME_STEP 64
#define MAX_SPEED 6.28
// All the webots classes are defined in the "webots" namespace
using namespace webots;
int main(int argc, char **argv) {
Robot *robot = new Robot();
// get a handler to the motors and set target position to infinity (speed control)
Motor *leftMotor = robot->getMotor("left wheel motor");
Motor *rightMotor = robot->getMotor("right wheel motor");
leftMotor->setPosition(INFINITY);
rightMotor->setPosition(INFINITY);
// set up the motor speeds at 10% of the MAX_SPEED.
leftMotor->setVelocity(0.1 * MAX_SPEED);
rightMotor->setVelocity(0.1 * MAX_SPEED);
while (robot->step(TIME_STEP) != -1);
delete robot;
return 0;
}
現在，機器人將移動（輪子將以每秒1弧度的速度旋轉）並且永不停止。(不要忘了編譯，選擇對應的控制器)。
官方給的代碼中沒有#include <math.h>，導致編譯時INFINITY未定義。不知大家的是什麼情況，看過相關文檔之後本人添加了#include <math.h>，解決了問題。