Gazebo 简介
Gazebo 是由 Open Robotics(前身为 Willow Garage 和 OSRF)打造的开源 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都扮演着关键角色。
核心特性
物理仿真引擎
底层支持多种物理引擎,默认采用 ODE(Open Dynamics Engine)处理刚体动力学,同时也兼容 Bullet(软体动力学与复杂碰撞)、Simbody(生物力学级精度)以及 DART(基于广义坐标的高效仿真)。
3D 图形渲染
基于 OGRE 引擎提供高质量可视化,支持逼真的光照、阴影、材质纹理,并可灵活配置多摄像头视角及传感器数据展示。
传感器仿真
涵盖主流机器人传感器模型,包括 RGB 与深度相机、2D/3D 激光雷达、IMU、GPS、气压计、磁力计、接触传感器、力/力矩传感器,甚至 RFID 和超声波传感器。
机器人模型支持
原生支持 SDF(Simulation Description Format)格式描述环境与物理属性,同时可通过插件转换 URDF(ROS 标准格式)。内置模型数据库包含数千种预置模型。
软件架构
┌─────────────────────────────────────┐
│ 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) | 2022-至今 | 全新架构,Ignition 的延续,支持 ROS 2 |
| Gazebo Harmonic | 2023 | LTS 版本,长期支持至 2028 年 |
提示:Gazebo Classic(11.x)已于 2025 年 1 月停止维护,官方建议迁移至 Gazebo Sim (Ignition)。
与 ROS 的集成
Gazebo 与 ROS(Robot Operating System) 实现了无缝对接。
ROS 1(Gazebo Classic)
通过 gazebo_ros_pkgs 提供接口,支持话题发布/订阅、服务调用及插件机制。
ROS 2(Gazebo Sim)
使用 (原 )桥接包,结合 与 ROS 2 的 DDS 通信,实时性与分布式仿真能力更强。

