第九章 Webots官方Tutorial 8

• 第九章 Webots官方Tutorial 8
• Tutorial 8: the Supervisor
• 二、设置环境并添加Supervisor
• 三、使用Supervisor移动对象
• 四、生成和删除结点
• 五、使用Supervisor跟踪目标位置
• 总结

Tutorial 8: the Supervisor

Supervisor监督一个世界，可以设置或获取有关它的信息。本教程将教supervisor的一些任务：

• 如何使用 supervisor 移动对象。
• 如何删除一个节点并在其位置生成另一个节点。
• 如何跟踪场景中对象的变化。
• 如何更改对象的属性，即其颜色。

二、设置环境并添加Supervisor

1. File / New / New Project Directory新建工程my_supervisor
2. 新建世界文件my_supervisor.wbt,添加地板"Add a rectangle arena"
3. 设置地板大小floorsize为
4. 添加一个BB-8机器人。PROTO nodes (Webots projects) / robots / sphero / bb8
5. 删除BB-8自带的控制器
   
6. 添加一个Robot结点作为监控器，name改为supervisor，supervisor改为TRUE
7. 新建一个机器人控制器supervisor_controller.py。File / New / New Robot Controller，将其作为supervisor的控制器。
   
8. 保存

三、使用Supervisor移动对象

使用Supervisor移动BB-8机器人，有必要在其他物体中找到唯一识别BB-8的方法。为此，我们可以使用DEF机制。

单击BB-8节点，并将其命名为BB-8，然后保存世界。

控制器supervisor_controller.py代码（机器人将被移动到指定位置坐标，注意robot创建的是Supervisor而不是Robot实例）：

from controller import Supervisor

TIME_STEP = 32

robot = Supervisor()  # create Supervisor instance

# [CODE PLACEHOLDER 1]
bb8_node = robot.getFromDef('BB-8')
# Get Location
translation_field = bb8_node.getField('translation')

i = 0
while robot.step(TIME_STEP) != -1:
  # [CODE PLACEHOLDER 2]
  if i == 0:
     new_value = [2.5, 0, 0]
     translation_field.setSFVec3f(new_value)
      
  i += 1
  

这是一个简单的例子，但无论你更改哪个字段，原理都是一样的。例如，你可以增加对象的大小、颜色，更改灯光条件，或在超出范围时重置其位置等等。这只是一个获取节点引用的问题，从中可以按名称获取字段引用，并通过使用适合更改的类型的函数来设置其值。

四、生成和删除结点

删除结点：

if i == 10:
  bb8_node.remove()

添加一个型机器人Nao：

为了添加节点，我们必须知道要在场景树(软件左侧列表)中的何处生成节点。是否应将其添加到场景树的顶层？它应该作为另一个节点的字段插入吗？这些问题将改变如何插入节点以及需要使用哪个主管功能，但其中一个不变的因素是我们需要引用此位置。在这种情况下，Nao机器人将被添加到场景树中的最后一个位置，即BB-8曾经出现的位置。

1. 点击IMPORTABLE EXTERNPROTO，Insert new一个Nao机器人。PROTO nodes (Webots Projects)/Nao，保存。
   

控制代码：

from controller import Supervisor

TIME_STEP = 32

robot = Supervisor()  # create Supervisor instance

# [CODE PLACEHOLDER 1]
bb8_node = robot.getFromDef('BB-8')

translation_field = bb8_node.getField('translation')
# 获取根节点
root_node = robot.getRoot()
children_field = root_node.getField('children')

i = 0
while robot.step(TIME_STEP) != -1:
  # [CODE PLACEHOLDER 2]
  if i == 0:
     new_value = [2.5, 0, 0]
     translation_field.setSFVec3f(new_value)
  # 删除结点
  if i == 10:
     bb8_node.remove()
  # 添加型机器人Nao
  if i == 20:
     children_field.importMFNodeFromString(-1, 'Nao { }')
  
  i += 1
  

我们将包含所有内容的此Group节点称为根节点。为了插入Nao robot，我们需要的引用实际上是对根节点的子字段的引用。

五、使用Supervisor跟踪目标位置

由于Supervisor拥有无限的权力，因此它是跟踪模拟演变的完美工具。在本节中，我们将使用所获得的知识来产生一个球，并在它下落时跟踪它的位置，当它接触地面时改变它的颜色。

同添加Nao的操作，将球Ball声明为一个IMPORTABLE EXTERNPROTO

from controller import Supervisor

TIME_STEP = 32

robot = Supervisor()  # create Supervisor instance

# [CODE PLACEHOLDER 1]
# bb8_node = robot.getFromDef('BB-8')
# translation_field = bb8_node.getField('translation')

root_node = robot.getRoot()
children_field = root_node.getField('children')

children_field.importMFNodeFromString(-1, 'DEF BALL Ball { translation 0 1 1 }')
ball_node = robot.getFromDef('BALL')
color_field = ball_node.getField('color')

i = 0
while robot.step(TIME_STEP) != -1:
  # [CODE PLACEHOLDER 2]
  # if (i == 0):
    # new_value = [2.5, 0, 0]
    # translation_field.setSFVec3f(new_value)

  # if i == 10:
      # bb8_node.remove()

  # if i == 20:
    # children_field.importMFNodeFromString(-1, 'Nao { }')

  position = ball_node.getPosition()
  print('Ball position: %f %f %f\n' %(position[0], position[1], position[2]))

  if position[2] < 0.2:
    red_color = [1, 0, 0]
    color_field.setSFColor(red_color)

  i += 1

总结

通过本教程，已了解到：

1. Supervisor只不过是一个具有额外权力的机器人，因此，使用机器人实例执行的任何操作都可以使用Supervisor实例来执行。
2. Supervisor不受物理学的约束，因为它的权力是无限的，具有“欺骗”性。
3. 每当希望使用Supervisor更改场景树时，需要获得参考：
   • 要插入节点，需要包含该节点的字段的引用。
   • 要删除节点，需要引用节点（即对象）本身。
   • 要更改参数的值，如（位置、颜色、大小等），需要引用所述字段。
4. 通过将机器人或对象定义为IMPORTABLE EXTERNPROTO并使用importMFNodeFromString API函数，可以实现机器人或对象的生成。