Gazebo 简介
Gazebo 是由 Open Robotics（前身为 Willow Garage 和 OSRF）开发的开源 3D 机器人仿真软件。作为目前全球最流行的机器人仿真平台之一，它在学术研究、工业开发和各类机器人竞赛中扮演着核心角色。
核心特性
1. 物理仿真引擎
Gazebo 支持多种后端物理引擎，满足不同场景需求：
- ODE（Open Dynamics Engine）：默认引擎，擅长刚体动力学。
- Bullet：适合软体动力学及复杂碰撞检测。
- Simbody：提供生物力学级别的精确仿真。
- DART：基于广义坐标的高效动力学方案。
2. 3D 图形渲染
底层采用 OGRE（Object-Oriented Graphics Rendering Engine），确保高质量的可视化效果：
- 支持逼真的光照、阴影、材质与纹理映射。
- 可灵活配置多摄像头视角及传感器数据可视化。
3. 传感器仿真
内置丰富的传感器模型库，覆盖主流机器人感知设备：
- 摄像头：RGB 图像及深度相机。
- 激光雷达：2D/3D 激光扫描数据。
- IMU：惯性测量单元。
- 其他：GPS、气压计、磁力计、接触传感器、力/力矩传感器、RFID 及超声波传感器等。
4. 机器人模型支持
- SDF（Simulation Description Format）：Gazebo 原生 XML 格式，用于描述机器人、环境及物理属性。
- URDF（Unified Robot Description Format）：ROS 标准格式，可通过插件无缝转换为 SDF。
- 内置模型数据库（Gazebo Model Database），预置数千种常用模型。
软件架构
Gazebo 的架构设计清晰分层，便于扩展与维护：
┌─────────────────────────────────────┐
│ 用户界面层 (GUI) │
│ （场景视图、模型编辑器、插件面板） │
├─────────────────────────────────────┤
│ 仿真引擎层 (Server) │
│ （物理引擎、传感器管理、世界状态管理）│
├─────────────────────────────────────┤
│ 通信层 (Transport) │
│ （基于 Google Protobuf 的发布/订阅） │
├─────────────────────────────────────┤
│ 物理引擎层 │
│ （ODE/Bullet/Simbody/DART） │
└─────────────────────────────────────┘
主要版本演进
| 版本 | 发布时间 | 主要特性 |
|---|---|---|
| Gazebo Classic (1.x-11.x) | 2002-2022 | 基于 OGRE 1.x，与 ROS 深度集成 |
| Ignition Gazebo (2020-2022) | 2020-2022 | 模块化架构，支持云端仿真 |
| Gazebo Sim (gz-sim) |
