PegasusSimulator

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AI 解读 由 AI 自动生成,仅供参考

PegasusSimulator 是一个基于 NVIDIA Isaac Sim 构建的开源仿真框架,专为无人机动力学模拟而设计。它有效解决了在真实环境中测试飞行控制算法成本高、风险大的痛点,让用户能够在高保真的虚拟场景中安全验证多旋翼无人机的动态性能。

框架深度集成了 PX4 和 ArduPilot 两大主流飞控系统,并提供灵活的 Python 控制接口,极大简化了算法开发与调试流程。虽然当前主要支持多旋翼机型,但后续版本计划扩展更多车辆拓扑结构。对于无人机领域的开发者、科研人员以及机器人技术爱好者而言,PegasusSimulator 是理想的仿真平台。它不仅保证了与最新 Isaac Sim 版本的兼容性,还通过活跃的社区维护持续优化体验。借助 PegasusSimulator,用户可以在部署前完成从算法验证到系统集成的全流程测试,显著提升研发效率与安全性。

使用场景

某无人机研发团队正在开发一款用于电力巡检的四旋翼飞行器,急需在零成本下验证复杂电磁干扰环境下的导航稳定性。

没有 PegasusSimulator 时

  • 传统 Gazebo 环境搭建繁琐,需手动处理 ROS2 节点通信与 PX4 固件桥接,占用大量工程时间。
  • 物理仿真精度低,无法模拟真实电机的延迟特性,导致算法在虚拟世界正常,实机落地即炸机。
  • 传感器噪声模型单一,难以复现强光或雨雾对视觉里程计的干扰,测试覆盖度严重不足。
  • 每次调试必须连接真实飞控板,硬件损耗大且无法并行运行多个测试用例。

使用 PegasusSimulator 后

  • PegasusSimulator 集成 Isaac Sim 渲染引擎,预置 PX4 接口,几分钟内即可启动高保真无人机仿真场景。
  • 利用 GPU 加速的物理引擎精确模拟空气动力学,确保控制策略在虚实环境中的行为高度一致。
  • 支持自定义 Python 脚本注入传感器噪声,可灵活构建暴雨、强风等极端工况以验证系统鲁棒性。
  • 允许在云端并行部署数十个仿真实例,无需连接实体硬件即可完成大规模回归测试,显著降低硬件风险。

PegasusSimulator 通过高保真仿真闭环,帮助团队将算法验证周期从数月压缩至数周,彻底消除了早期试飞的安全隐患。

运行环境要求

操作系统
  • Linux (Ubuntu 22.04)
GPU

需要 NVIDIA GPU(基于 IsaacSim),具体型号、显存及 CUDA 版本未说明

内存

未说明

依赖
notes必须使用 Ubuntu 22.04 LTS;模拟器版本需与 IsaacSim 版本严格匹配(如 v5.1.0 对应 Isaac 5.1.0);首次运行需在终端配置文件(.bashrc/.zshrc)中添加 isaac_run 命令;当前仅支持多旋翼飞行器仿真。
python未说明
NVIDIA Omniverse
IsaacSim
PX4-Autopilot
ArduPilot-Copter
PegasusSimulator hero image

快速开始

Pegasus 模拟器

IsaacSim 5.1.0 PX4-Autopilot 1.14.3 ArduPilot-Copter 4.4 Ubuntu 22.04 )

Pegasus 模拟器 是一个基于 NVIDIA Omniverse(英伟达 Omniverse 平台)IsaacSim(伊萨克仿真环境) 构建的框架。它旨在提供一种简单而强大的方式来模拟车辆动力学。它为 PX4(飞行控制系统)ArduPilot(自动驾驶仪系统) 集成提供了仿真接口,以及一个自定义的 Python(编程语言)控制接口。目前仅支持多旋翼(multirotor)飞行器,未来版本计划支持其他车辆拓扑结构。

Pegasus Simulator image Pegasus Simulator gif

请在此处查看提供的文档 here,了解如何安装和使用此框架。

最新更新

⚠️ 对于使用 v5.1.0 之前版本的用戶: 现在使用名为 isaac_run 的新命令行工具来启动 Isaac Sim。这是在安装 Isaac Sim 期间应添加到您的 .bashrc 或 .zshrc 文件中的功能。 有关更多详细信息,请参阅 安装说明

这是为了简化从终端启动带有 ROS2(机器人操作系统 2)支持的 Isaac Sim。所有之前提到使用 ISAACSIM_PYTHON 命令从示例文件夹启动 Isaac Sim 示例的说明,现在应改用 isaac_run

请参考更新的文档以获取更多信息。

  • 2025-10-26: Pegasus 模拟器 v5.1.0 发布,适用于 Isaac 5.1.0。此版本兼容旧版本的 Isaac Sim。此版本未测试 ArduPilot 实验性接口。此次更新收到了来自 Victor Kallenbach 的初始开源贡献。
  • 2025-10-25: Pegasus 模拟器 v4.5.1 发布,适用于 Isaac 4.5.0。此版本兼容旧版本的 Isaac Sim。ArduPilot 实验性接口由 Seunghwan JoTomer Tiplitsky 修复并改进。
  • 2025-07-20: Pegasus 模拟器 v4.5.0 发布,适用于 Isaac 4.5.0。此版本兼容旧版本的 Isaac Sim。此版本未测试 ArduPilot 实验性接口。
  • 2024-11-01: Pegasus 模拟器 v4.2.0 发布,适用于 Isaac 4.2.0。此版本兼容旧版本的 Isaac Sim。此版本包括一个新的 ArduPilot 集成实验性接口,由开源贡献者 Tomer Tiplitsky 提供。
  • 2024-08-02: Pegasus 模拟器 v4.1.0 发布,适用于 Isaac 4.1.0。此版本兼容旧版本的 Isaac Sim。

引用

如果您在学术工作中发现 Pegasus 模拟器有用,请引用以下论文。它也可以在 此处 获取。

@INPROCEEDINGS{10556959,
  author={Jacinto, Marcelo and Pinto, João and Patrikar, Jay and Keller, John and Cunha, Rita and Scherer, Sebastian and Pascoal, António},
  booktitle={2024 International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS)}, 
  title={Pegasus Simulator: An Isaac Sim Framework for Multiple Aerial Vehicles Simulation}, 
  year={2024},
  volume={},
  number={},
  pages={917-922},
  keywords={Simulation;Robot sensing systems;Real-time systems;Sensor systems;Sensors;Task analysis},
  doi={10.1109/ICUAS60882.2024.10556959}}

主要开发团队

该仿真框架是一个开源项目,由我 Marcelo Jacinto 于 2023 年 1 月启动。这是一个最初旨在服务于我未来 4 年博士(Ph.D.)工作计划的工具,这意味着您可以期望该仓库得到维护,希望至少持续到 2027 年。

此外,请查看始终最新的 GitHub 贡献者列表,其中包含所有开源贡献者。

制导、控制和导航项目

与本项目并行,Pegasus (GNC) 制导、控制和导航(GNC)项目作为执行我博士实地实验的基础控制代码。更多信息可在此链接找到: Pegasus GNC

项目路线图

高级项目路线图可在 此处 获取。

支持与贡献

我们欢迎社区的新贡献以改进这项工作。请查看文档中的 贡献 部分,了解如何帮助改进和支持本项目的指南。

  • 使用 讨论 进行讨论、提问和请求功能。
  • 使用 问题 跟踪开发中工作、错误和文档问题。
  • 使用 拉取请求 修复错误或直接通过您自己的想法、代码、示例贡献,或改进文档。

许可证

Pegasus Simulator 根据 BSD-3 许可证 发布。其依赖项和资产的许可证文件位于 docs/licenses 目录中。

NVIDIA Isaac Sim 可根据 个人许可证 免费使用。

PX4-Autopilot 作为开源项目提供,遵循 BSD-3 许可证

项目赞助方

  • 系统机器人研究所(ISR)的动力系统与海洋机器人(DSOR)小组,隶属于机器人与工程系统实验室(LARSyS)。
  • 里斯本大学高等理工学院(Instituto Superior Técnico),里斯本大学

Marcelo Jacinto 和 João Pinto 开展的工作得到了由科学与技术基金会(Fundação para a Ciência e Tecnologia, FCT)资助的博士奖学金支持。

版本历史

v5.1.02025/10/26
v4.5.12025/10/25
v4.5.02025/07/20
v4.2.02024/11/01
v4.1.02024/08/02
v1.0.32024/05/31
v1.0.22024/04/13
v1.0.02023/02/27

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