Webots移動機器人仿真實例教程

秦宇飛，博士，北京信息科技大學機電工程學院教師，主要研究方向為機器人控制系統，發表論文10余篇。曾任國機智能技術研究院機器人事業部總經理，帶領團隊完成了具有全自主知識產權的工業機器人產品的研發、批量生產和集成應用。現任機器人工程系專業教師，主講機器人工程的專業理論課程和實驗課程，帶領Water隊、Timber隊、Golden隊等學生團隊參加華北五省機器人大賽、RoboCup、Robocon等各類機器人競賽，屢次獲獎。

第1章 Webots入門
1.1 Webots簡介
1.2 常用機器人仿真軟件對比
1.3 Webots安裝
1.3.1 Webots軟件版本選擇
1.3.2 Webots軟件安裝
1.3.3 GitHub網絡安裝
1.3.4 GitHub源文件下載安裝
1.4 編譯源文件中的控制器程序
1.5 初識機器人運動仿真
1.5.1 切換到中文界面
1.5.2 界面風格
1.5.3 軟件自帶的項目示例
1.5.4 認識仿真環境
1.5.5 編寫一個簡單的機器人仿真項目
1.5.6 Webots世界文件（.wbt）
1.5.7 節點描述文件(.proto)
1.5.8 控制器程序
1.6 Webots機器人運動仿真項目搭建思路
1.7 幫助文檔及項目示例
1.7.1 在線幫助文檔
1.7.2 及時查看在線幫助文檔的方法
1.7.3 離線查看幫助文檔
1.7.4 半離線查看幫助文檔
1.7.5 項目示例文件
第2章 Webots基本操作
2.1 3D視圖基本操作
2.1.1 調整視角
2.1.2 移動和旋轉對象
2.1.3 恢覆布局
2.2 人為施加力操作
2.3 工具欄
2.3.1 仿真時間及仿真速率
2.3.2 運行控制
2.3.3 渲染
2.3.4 錄屏和聲音
2.4 向導菜單
2.4.1 新建項目的主要步驟
2.4.2 新建項目目錄向導
2.4.3 新建機器人控制器向導
2.4.4 Webots控制器程序運行原理分析
2.5 節點
2.5.1 添加節點
2.5.2 添加節點時無法看到縮略圖
2.5.3 無法添加基礎節點
2.6 對象的導出和導入
2.6.1 不同版本的Webots對文件格式導入和導出的支持
2.6.2 URDF文件的導入和導出
2.6.3 外部三維模型導入（stl、obj、dae）到Webots2022a
2.6.4 wbo模型的導入和導出
2.7 查看菜單
2.7.1 顯示坐標系統
2.7.2 恢覆視角
2.7.3 視角跟隨機器人移動
2.7.4 移動視角到對象
2.7.5 顯示攝像頭視場
2.7.6 顯示接觸點
2.8 Overlays菜單
2.9 添加聲音
2.9.1 添加電機旋轉聲音
2.9.2 添加碰撞聲音
2.10 DEF和USE關鍵字
第3章 Webots的節點Node
3.1 世界、節點、節點屬性
3.2 場景樹
3.3 節點的通用屬性
3.3.1 外觀調整
3.3.2 位姿和縮放
3.3.3 DEF 和name屬性
3.4 WorldInfo節點
3.4.1 基本屬性
3.4.2 basicTimeStep基本仿真步長
3.4.3 接觸屬性contact- Properties
3.5 TexturedBackgroundLight光源節點
3.6 Viewpoint節點
3.7 RectangleArena地面節點
3.7.1 地面大小floorSize屬性
3.7.2 地面外觀floorAppearance Parquetry屬性
3.7.3 地面外觀appearance PBRAppearance屬性
3.7.4 地面圍墻
3.8 其他地面
3.9 實體Solid節點
3.9.1 基本屬性
3.9.2 子節點children屬性
3.9.3 物理physics屬性
3.9.4 邊界（周界）boundingObject屬性
3.9.5 調整實體對象的大小和位姿
3.10 形狀Shape節點
3.11 關節Joint節點
3.11.1 關節參數
3.11.2 設備device節點
3.12 旋轉關節HingeJoint/Hinge2Joint節點
3.12.1 旋轉關節
3.12.2 編程
3.12.3 示例1：簡單旋轉關節
3.12.4 示例2：關節的參數調節
3.13 滑動關節SliderJoint節點
3.13.1 滑動關節參數
3.13.2 示例1：簡單滑動關節
3.13.3 示例2：滑動關節對比
3.13.4 示例3：滑動關節實現彈簧效果
3.14 球關節BallJoint節點
3.15 機器人Robot節點
3.15.1 機器人控制器controller
3.15.2 機器人控制器周期執行函數wb_robot_step()
3.15.3 機器人控制器與仿真器並行執行
3.15.4 同步與異步控制器synchronization
3.15.5 自碰撞檢測selfCollision
3.15.6 顯示機器人窗口
3.15.7 Controller屬性
3.16 組Group節點
3.17 位姿變換Transform節點
3.18 發射器Emitter和接收器Receiver節點
3.18.1 發射器節點Emitter
3.18.2 接收器節點Receiver
3.18.3 函數及示例
3.19 LED節點
3.20 GPS節點
3.20.1 描述及屬性
3.20.2 函數及示例
3.21 陀螺儀Gyro節點
3.21.1 描述及屬性
3.21.2 函數及示例
3.22 羅盤Compass節點
3.22.1 描述及屬性
3.22.2 函數及示例
3.23 慣性InertialUnit節點（IMU）
3.23.1 描述及屬性
3.23.2 函數及示例
3.24 監控Supervisor節點
3.25 距離傳感器DistanceSensor節點
3.25.1 屬性
3.25.2 紅外距離傳感器
3.25.3 聲吶傳感器
3.25.4 編程
3.25.5 距離傳感器示例
3.26 接觸傳感器TouchSensor節點
3.26.1 描述及屬性
3.26.2 示例
3.27 螺旋槳Propeller節點
3.27.1 螺旋槳的推力和扭矩
3.27.2