🏗️ 模型（SceneModel）#

MotrixSim 中的模型 SceneModel 和数据 SceneData 是构建仿真环境的必要组成对象，贯穿整个物理仿真过程。本章节主要介绍 SceneModel 的创建和使用方法，而 SceneData 将在下一章节详细描述。

基本概念#

SceneModel 是对模型的描述，即所有不随时间变化的量。这包括几何形状、质量属性、关节连接关系、执行器配置等静态信息。在整个仿真过程中，SceneModel 保持不变，而所有随时间变化的动态状态（位置、速度、力等）都存储在 SceneData 中。

SceneModel 主要包含以下内容：

分类	说明
模型组件	关节 `Joint`、刚体 `Body`、连杆 `Link`、传感器 `Sensor`、执行器 `Actuator`、参考点 `Site` 等
仿真参数	`Options`（包括 `timestep`、`gravity` 等）

创建模型#

从文件加载#

最常用的方式是从 MJCF 或 URDF 文件创建模型：

# The scene description file
path = "examples/assets/empty.xml"
# Load the scene model
model = load_model(path)

完整示例代码参见 examples/empty.py。

从字符串加载#

也可以直接从 MJCF 字符串创建模型：

mjcf = """<mujoco>
    <option timestep="0.001"/>
    <worldbody>
        <light name="light" pos="0 0 3"/>
        <geom name="floor" size="0 0 0.05" type="plane"/>
        <body pos="0 0 0.1">
            <freejoint/>
            <geom type="sphere" size=".1" />
        </body>
        <body pos="0.01 0 0.3">
            <freejoint/>
            <geom type="sphere" size=".1" />
        </body>
    </worldbody>
</mujoco>"""


def main():
    # Create render window for visualization
    render = RenderApp()
    # Load the scene model
    model = load_mjcf_str(mjcf)

完整示例代码参见 examples/load_from_str.py。

组件访问 (Named Access)#

创建模型后，我们通常需要访问模型中的组件来设置参数、获取信息或进行控制。MotrixSim 为模型组件提供了便捷的命名访问接口，支持通过名称或索引直接访问各种组件。

下面通过 joint 的访问示例，展示如何通过名称和索引来进行访问。完整示例代码参见 examples/joint.py。

基本访问方式#

通过名称访问

 hinge = model.get_joint("hinge")

通过索引访问（也提供了从名称到索引的接口）

# Try to visit "joint_A"
joint_A_index = model.get_joint_index("joint_A")
joint_A = model.get_joint(joint_A_index)
assert joint_A is not None, "Expect joint_A in the model"
print(f"joint_addr is {joint_A_index}, joint_A is : {joint_A}, name is : {joint_A.name}")

批量访问#

除了单个组件访问，还可以批量获取组件对象或名称列表：

# ----------Try to access joint data----------
# How many joints in the model?
num_joints = model.num_joints
# Get the all joints in the model
joints = model.joints
# The name list of joints in the model
joint_names = model.joint_names
print(f"num_joints :{num_joints}, joint_names : {joint_names}, joints : {joints}")

访问方式支持 基本概念中提到的模型组件。详细的访问方法，请参阅：API 快速参考 - Named Access。

API Reference#

更多与 SceneModel 相关的 API，请参考 SceneModel API