Airsim动态 | 带你了解Airsim结构框架

Posted 2021-12-12 阿木实验室

导语

如果要学习PX4二次开发最重要的什么？肯定是需要了解整体源码框架。同样的，AirSim架构和设计框架也是学习AirSim比较重要的一步。组件结构图能让开发者了解各个模块之间是如何进行交互，而代码结构能更加清晰明确物理引擎，物理模型，传感器模型等等文件位置，方便修改。所以本期为大家带来AirSim整体设计和架构，方便大家去开发研究。

一、组件结构图

二、代码结构 1.AirLib AirSim的大部分代码都放在AirLib中，它是一个自包含库，支持任何C++11的编译器进行编译。

AirLib 有以下几个组件： （1）物理引擎：可以快速扩展实现不同的物理模型。 代码：https://github.com/microsoft/AirSim/tree/master/AirLib/include/physics

（2）传感器模型：气压计、IMU、GPS 和磁力计的仅标头模型。 代码：https://github.com/microsoft/AirSim/tree/master/AirLib/include/sensors

（3）物理模型：车辆配置和模型的仅标题模型。目前已经在X配置中实现了MultiRotor的模型和PX4 QuadRotor的配置。例如：MultiRotorParams.hpp 中定义了几种不同的多旋翼模型，包括六轴飞行器。 代码：https://github.com/microsoft/AirSim/tree/master/AirLib/include/vehiclesr

（4）API 相关文件： 这一部分主要为API提供抽象基类，并为特定物理平台（如 MavLink）提供具体实现方式。它还拥有类似于RPC客户端和服务器的类。 代码：https://github.com/microsoft/AirSim/tree/master/AirLib/include/api

除此之外，所有常用的实用程序都在【common/】子文件夹中进行定义。而【AirSimSettings.hpp】是一个重要文件，如果要在settings.json中添加任何新字段，则需要修改这个文件内容。

AirSim支持无人机飞控的各种固件，例如它自己的 SimpleFlight、PX4 和 ArduPilot。每个固件通信的文件位于【multirotor/firmwares】文件。特定的 API接口被放在了

【api/】子文件夹中。【AirLib/src/】包含“.cpp” 文件和“.hpp”文件，其中包含“.hpp” 文件中定义的是各种可实现的实验方法代码。例如，【MultirotorApiBase.cpp】中包含多转子API的基本实现，如果需要，也可以在特定固件文件中覆盖它。

2.Unreal/Plugins/AirSim

由于AirSim需要和虚幻引擎一起结合使用，所以在【source/】文件下有一个C++文件【Content/】，该文件夹包含有blueprints和assets，一些重要组件描述如下：

（1）[SimMode_ classes]：SimMode类有助于实现许多不同的模式，例如纯计算机视觉模式(Computer Vision mode)，车辆或无人机类别位于【Vehicles/】文件中。

（2）[PawnSimApi]：这是所有车辆或无人机可视化的基类。每辆车都有自己的子级 (比如Multirotor，Car或者ComputerVision)Pawn 类。

（3）[UnrealSensors]：包含距离和激光雷达传感器的实现。

（4）[WorldSimApi]：实现大多数和物理模型无关的环境API。

除了这些，【PIPCamera】中包含了相机初始化，【UnrealImageCapture】与【RenderRequest】这两个文件是图像渲染代码。【AirBlueprintLib】文件中有许多用于与UE4引擎交互的实用程序和包装方法。

3.MAVLinkCom 这是由AirSim团队成员Chris Lovett开发的库，它提供C++类来与 MavLink 设备通信。这个库是独立的，可以在任何项目中使用。 更多信息，请参阅：https://microsoft.github.io/AirSim/mavlinkcom/。

三、示例程序 AirSim 团队为了方便用户使用，专门创建了一些示例程序来演示如何使用 API。比如我们前几期讲到的HelloDrone和HelloCar：（请参考：你离学会AirSim还差最后一步！这一期）都是官方提供给我们的实例。除此之外官方还提供了一个DroneShell，DroneShell 演示了模拟器正在运行一个服务器时（类似于 DroneServer），如何使用 UDP 连接到模拟器。

四、PythonClient 在最开始几期阿木所写安装教程和效果展示都是通过Python API展示的，那么PythonClient是什么呢？PythonClient包含有Python API包装文件和演示其用法的实例程序，让可以用户使用Python编程在AirSim中进行仿真。

五、虚幻框架 下面节点图说明了虚幻游戏引擎如何加载和调用 AirSim：

官方资料： AirSim设计官方介绍： https://microsoft.github.io/AirSim/design/

AirSim代码结构介绍： https://microsoft.github.io/AirSim/code_structure/

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