1.前言

之前一直在使用Pybullet作为机械臂的仿真平台，感觉Pybullet相对于像本人这样的强化学习初学小白比较友好，简单易上手，说明文档也写得挺详细。最主要就是，它免费开源（还得是白嫖香啊ヾ( ˘ ³˘人)ヾ.......）。

一般要进行模型仿真的话，我就会先从SolidWorks这边通过sw2urdf插件（插件干啥用和怎么用可以看看简书的这篇Solidworks导出URDF模型：SW2URDF插件），导出urdf文件，之后在Pybullet中利用其loadURDF()函数加载进Pybullet中，即可丝滑地进行模型仿真(✪ω✪)。

但最近这套丝滑小连招在解决闭链结构的机械臂时直接失效散架了。。。遇到都遇到了，总不能直接摆烂吧，于是我开始了下面的一系列过程。

2.解决过程

2.1 URDF与SDF

本着面向百度编程的原则，我第一时间去了度娘找答案，在排除建系错误的可能后，我发现了导致模型导入后直接散架的原因：URDF本身只支持开环结构的机器人模型，至于闭环结构的机器人，URDF无能为力。（关于开环和闭环结构，可以看看这篇URDF学习（一）什么是URDF以及怎么理解一个URDF文件）

额.....URDF不支持的话，总有其他格式能支持吧.......果不其然，度娘抛出了另一个答案:SDF格式。（SDF与URDF的看这篇【ROS-Gazebo】为什么选择SDF？）

我以为这回必解决了，但是很快又找到一篇帖子给了我一棒：使用Gazebo和ROS2仿真闭环机器人

难绷.........

2.2 Pybullet的loadSDF函数

于是我又把查找方向放到Pybullet的 官方说明文档上，结果发现人家Pybullet本身就有loadSDF（）函数用来加载SDF文件。

我立即把Solidworks生成的urdf文件通过这篇文章【ROS-Gazebo】SDF与URDF的相互转换给出的命令将其转为SDF文件。

gz sdf -p my_model.urdf > my_model.sdf

然后导入Pybullet，结果还是散架了（实验室的模型，图没法放）........ 

再去一查百度，发现知乎上有个老哥也遇到了同样的问题，并且最后还解决了：[双足机器人]pybullet单足仿真-解决机器人中存在闭链机构的问题

文章里说Pybullet不论使用的是loadURDF、loadSDF还是loadMJCF，导入的时候只要你是闭链结构的，一律给你拆成开环，没得商量.......

但Pybullet为了解决这个问题，也提供了一定的“曲线”补救措施，即上图这个createConstrant()函数。该函数的作用是给两个Link之间添加一个约束，从而间接地实现闭环结构的运动仿真。

啧，怎么说呢，函数是好函数，就是里面的两个参数有点难求，parentFramePosition和childFramePosition。

2.3 parentFramePosition和childFramePosition参数的求法

按照知乎老哥的做法，要通过Solidworks手算这两参数，但是我那个模型关系有点复杂，算着算着我就弄混了，有点费时费力。然后我又在CSDN上发现了另一篇文章pybullet构建闭环结构笔记，其提供了一个很好的计算方法，方法如下图：

图中点14为我们的约束点，t_f_b坐标系为该link的URDF坐标系，然后直接用约束点的坐标无脑减重心就能出结果，芜湖方便快捷！！！

注：Link的URDF坐标系与其质心（COM）坐标系之间的关系参考下图:

计算并设置好这两个参数后并没有结束，要记得将非驱动关节的控制方式设为速度控制模式，即VELOCITY_CONTROL，然后速度设置为零（其实我感觉速度和force都可以不为零）。

之后驱动驱动关节（驱动关节的模式没有限制，可以是VELOCITY_CONTROL也可以是POSITION_CONTROL），芜湖，就能成功了！！！！

（实验室的图没法放。。。，参考一下知乎老哥的图吧）

3.总结

虽然Pybullet一定程度上解决了闭链机器人仿真的问题，但是我感觉其在闭链机器人的仿真上还是不如mujoco（DeepMind买了下来，现在已经可以白嫖，而且最新版已经支持pip install mujoco命令直接安装，不用再整那些花里胡哨的许可证书了）和V-rep(可以用EDU版，功能和付费差不多，就是仿真的时候界面底下会一直显示一个大大的“EDU”字样.......）支持的更好。尤其是我后期的仿真还有可能要加上绳子这样柔性介质的仿真，而Pybullet直接就没办法了，只能用mujoco或V-rep，还是存在一定的局限性。但同时也不能忽视Pybullet的简单易用性，其对新手初学者确实是一个不错的选择。