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2026-02-21 11:10:50 +08:00
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# VLA 视觉避障 3D 导航MuJoCo + ROS1
基于 MuJoCo 与 ROS1 的 **全向小车视觉避障导航** 仿真项目,支持仿真深度图输入,并可直接对接 RealSense / Orbbec / ZED 等深感相机落地。
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## 特性
- **全向移动**vx, vy, wz 车体系速度 → 世界系执行器
- **仿真深度图**mj_ray 网格模拟深感相机,便于替换为真实 depth/pointcloud
- **DDA 避障**Directional Distance Avoidance基于方向距离的避障
- **目标点导航**:按键设置目标,大角度先转后走,小角度边走边调
- **转向策略**:大角度(>35°优先转向小角度时前进并微调朝向
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## 安装
```bash
pip install -r requirements.txt
```
依赖:`mujoco>=3.0.0``numpy`
---
## 快速开始
```bash
python scripts/run_simulation.py
```
### 操作说明
| 按键 | 功能 |
|------|------|
| **G** | 目标 = 车头前方 2m |
| **C** | 目标 = 相机视线与地面交点 |
| **ESC** | 退出 |
小车会按设定目标行驶,到达后停止,可继续按键设置新目标。目标点有边界限制(距原点 ≤ 5m
---
## 目录结构
```
├── README.md
├── OUTLINE.md # 项目大纲与里程碑
├── requirements.txt
├── mujoco_scenes/ # MuJoCo 场景
│ └── cylinder_obstacles.xml
├── scripts/
│ └── run_simulation.py # 仿真主程序
└── docs/
└── DDA_KNOWLEDGE.md # DDA 知识点与 ROS1 落地说明
```
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## 控制流程
```
仿真深度图 (mj_ray) / 真实 depth
→ depth_to_sectors() → dists, angles
→ dda_avoidance_from_depth() → vx_a, vy_a, wz_a
→ goal_attraction_vel() → vx_g, vy_g, wz_g
→ blend_and_clamp() → 融合 + 前方扇区限速
→ 滤波 → 车体系→世界系 → 执行器
```
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## 主要参数(`NavCfg`
| 参数 | 默认 | 说明 |
|------|------|------|
| `hfov_deg` | 86 | 水平视场角(如 RealSense D435|
| `num_sectors` | 61 | 扇区数 |
| `obstacle_threshold` | 0.45 | 避障停止距离 (m) |
| `safe_distance` | 0.65 | 安全距离 (m) |
| `yaw_turn_first_deg` | 35 | 大角度先转阈值 (°) |
| `goal_ahead_dist` | 2.0 | G 键目标前方距离 (m) |
| `goal_max_r` | 5.0 | 目标点最大半径 (m) |
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## ROS1 + 深感相机落地
`depth_to_sectors()` 的输入为 H×W 深度图(米),与真实相机接口一致。在 ROS1 中订阅深度图:
```python
# 伪代码
rospy.Subscriber('/camera/depth/image_rect', Image, depth_cb)
# depth_cb 中depth_to_sectors(depth, hfov_rad, num_sectors, ...) → dists, angles
```
详见 `docs/DDA_KNOWLEDGE.md`
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## 引用
- [MuJoCo](https://mujoco.readthedocs.io/):物理仿真
- [OUTLINE.md](OUTLINE.md):项目规划与 VLA 目标