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前言 - 概述
Drake(中古英语中的 "龙")是一个 C++ 工具箱,由麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)的机器人运动小组开发。目前,开发团队已大幅壮大,核心开发工作由丰田研究所领导。这是一套用于分析机器人动力学和构建机器人控制系统的工具集合,重点强调基于优化的设计/分析。
虽然机器人仿真工具的数量越来越多,但它们大多像黑盒子(black box)一样:指令输入,传感器输出(commands go in, sensors come out)。Drake 的目标是模拟甚至非常复杂的机器人动力学(例如,包括摩擦(friction)、接触(contact)、空气动力学(aerodynamics)......),但始终强调暴露支配方程的结构(稀疏性(sparsity)、分析梯度(analytical gradients)、多项式结构(polynomial structure)、不确定性量化(uncertainty quantification)......),并将这些信息用于高级规划、控制和分析算法(advanced planning, control, and analysis algorithms)。Drake 提供了一个 Python 接口,以便快速原型开发新算法,同时还旨在为许多最先进的算法提供可靠的开源实现。最后,我们希望 Drake 能提供许多令人信服的示例,帮助人们入门并提供急需的基准。我们很高兴能接受用户的贡献,以提高覆盖率。
您可以在这篇博文中阅读有关 Drake 愿景的更多信息。
希望这个工具对您有用。如果您想分享您的意见、问题、成功故事或挫折,请参阅 "获取帮助"。也请贡献您的最佳错误修复、功能和示例!
一、核心库
- Modeling Dynamical Systems
- Solving Mathematical Programs
- Multibody Kinematics and Dynamics
二、安装
Drake 为 Ubuntu 20.04 (Focal) 和 Ubuntu 22.04 (Jammy) 操作系统发布预编译二进制文件作为 APT 软件包 (*.deb)。更多兼容性详情,请参阅 "支持的配置"。
要了解其他安装方法,请参阅安装和快速入门。
如果您在使用 Drake 时遇到任何问题或有任何疑问,请寻求帮助。
Drake 二进制版本包含 SNOPT 的预编译版本,是数学程序工具箱的一部分。感谢 Philip E. Gill 和 Elizabeth Wong 的大力支持。
Drake 的 apt 软件包不支持 Gurobi 求解器。要使用 Gurobi,您需要按照源码安装中的说明从源码构建 Drake。
2.1 通过 APT 安装(Ubuntu)
要在机器上添加 Drake APT 代码库并安装 drake-dev 软件包,请按以下顺序操作:
如果您使用的是最小云或容器镜像,可能需要安装以下软件包:
sudo apt-get update sudo apt-get install --no-install-recommends \ ca-certificates gnupg lsb-release wget
下载一份 Drake GPG 签名密钥,并将其添加到 APT 可信钥匙串中:
wget -qO- https://drake-apt.csail.mit.edu/drake.asc | gpg --dearmor - \ | sudo tee /etc/apt/trusted.gpg.d/drake.gpg >/dev/null
将 Drake 软件源添加到 APT 源列表中:
echo "deb [arch=amd64] https://drake-apt.csail.mit.edu/$(lsb_release -cs) $(lsb_release -cs) main" \ | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/drake.list >/dev/null
更新本地 APT 软件包索引并安装 Drake-dev 软件包:
sudo apt-get update sudo apt-get install --no-install-recommends drake-dev
大多数内容都安装到 /opt/drake,因此设置以下环境变量可能有用:
export PATH="/opt/drake/bin${PATH:+:${PATH}}" export PYTHONPATH="/opt/drake/lib/python$(python3 -c 'import sys; print("{0}.{1}".format(*sys.version_info))')/site-packages${PYTHONPATH:+:${PYTHONPATH}}"
2.2 pypi
Drake 并未定期与 Anaconda 一起测试,因此如果您正在使用 Anaconda,可能会遇到兼容性问题;在寻求帮助时,请务必提及涉及 Conda。
我们建议将 Drake 安装到虚拟环境目录中。在下面的示例中,我们将该目录命名为 env,但您可以选择任何名称。
对于 macOS,请确保您使用的是自制 Python(而非苹果的系统 Python)。
创建虚拟环境,安装 Drake 并激活环境:
python3 -m venv env env/bin/pip install --upgrade pip env/bin/pip install drake source env/bin/activate