Mujoco仿真【xml文件的学习 4】
在学习Mujoco仿真的过程中，mujoco的版本要选择合适。先前我将mujoco的版本升级到了mujoco-3.1.4，在运行act的仿真代码时遇到了问题，撰写了博客：
Aloha机械臂的mujoco仿真问题记录-CSDN博客
下面在进行mujoco仿真时，统一安装如下包的版本：
pip install mujoco==2.3.7
pip install dm_control==1.0.14
好！承接上一篇博客：
Mujoco仿真【xml文件的学习 3】_mujoco打开xml文件-CSDN博客
下面我们继续来学习mujoco仿真中的xml文件，这次以一个实际的案例来学习别人编写好的xml文件，本次的案例为aloha的双臂仿真平台【sim_transfer_cube_scripted】：
其中vx300s_dependencies.xml文件代码：
<mujocoinclude><compiler angle="radian" inertiafromgeom="auto" inertiagrouprange="4 5"/><asset><mesh name="vx300s_1_base" file="vx300s_1_base.stl" scale="0.001 0.001 0.001" /><mesh name="vx300s_2_shoulder" file="vx300s_2_shoulder.stl" scale="0.001 0.001 0.001" /><mesh name="vx300s_3_upper_arm" file="vx300s_3_upper_arm.stl" scale="0.001 0.001 0.001" /><mesh name="vx300s_4_upper_forearm" file="vx300s_4_upper_forearm.stl" scale="0.001 0.001 0.001" /><mesh name="vx300s_5_lower_forearm" file="vx300s_5_lower_forearm.stl" scale="0.001 0.001 0.001" /><mesh name="vx300s_6_wrist" file="vx300s_6_wrist.stl" scale="0.001 0.001 0.001" /><mesh name="vx300s_7_gripper" file="vx300s_7_gripper.stl" scale="0.001 0.001 0.001" /><mesh name="vx300s_8_gripper_prop" file="vx300s_8_gripper_prop.stl" scale="0.001 0.001 0.001" /><mesh name="vx300s_9_gripper_bar" file="vx300s_9_gripper_bar.stl" scale="0.001 0.001 0.001" /><mesh name="vx300s_10_gripper_finger_left" file="vx300s_10_custom_finger_left.stl" scale="0.001 0.001 0.001" /><mesh name="vx300s_10_gripper_finger_right" file="vx300s_10_custom_finger_right.stl" scale="0.001 0.001 0.001" /></asset></mujocoinclude>这段代码是一个 XML 格式的 Mujoco 模型文件的一部分，用于包含机器人手臂的模型文件和相关配置。以下是对其中各部分的详细解释：
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<compiler>：编译器选项，用于设置模型的编译参数。angle="radian"：角度单位设置为弧度。inertiafromgeom="auto"：惯性矩从几何体自动计算。inertiagrouprange="4 5"：定义了惯性矩计算的组范围。
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<asset>：模型的资源部分，包含了机器人手臂的各个部件的网格模型文件和相关配置。<mesh>：定义了多个网格模型文件，每个文件对应一个机器人手臂的部件，如基座、肩部、上臂等。每个<mesh>元素包含以下属性：name：部件名称。file：部件对应的 STL 格式的网格模型文件。scale：模型缩放比例。
这段代码描述了一个包含机器人手臂各个部件模型文件的配置，用于构建机器人手臂的物理模拟环境。
其中vx300s_left.xml与vx300s_right.xml文件类似，我们选用vx300s_left.xml文件代码：
<mujocoinclude><body name="vx300s_left" pos="-0.469 0.5 0"><geom quat="0.707107 0 0 0.707107" type="mesh" mesh="vx300s_1_base" name="vx300s_left/1_base" contype="0" conaffinity="0" rgba="0.2 0.2 0.2 1" /><body name="vx300s_left/shoulder_link" pos="0 0 0.079"><inertial pos="0.000259233 -3.3552e-06 0.0116129" quat="-0.476119 0.476083 0.52279 0.522826" mass="0.798614" diaginertia="0.00120156 0.00113744 0.0009388" /><joint name="vx300s_left/waist" pos="0 0 0" axis="0 0 1" limited="true" range="-3.14158 3.14158" frictionloss="50" /><geom pos="0 0 -0.003" quat="0.707107 0 0 0.707107" type="mesh" mesh="vx300s_2_shoulder" name="vx300s_left/2_shoulder" rgba="0.2 0.2 0.2 1"/><body name="vx300s_left/upper_arm_link" pos="0 0 0.04805"><inertial pos="0.0206949 4e-10 0.226459" quat="0 0.0728458 0 0.997343" mass="0.792592" diaginertia="0.00911338 0.008925 0.000759317" /><joint name="vx300s_left/shoulder" pos="0 0 0" axis="0 1 0" limited="true" range="-1.85005 1.25664" frictionloss="60" /><geom quat="0.707107 0 0 0.707107" type="mesh" mesh="vx300s_3_upper_arm" name="vx300s_left/3_upper_arm" rgba="0.2 0.2 0.2 1"/><body name="vx300s_left/upper_forearm_link" pos="0.05955 0 0.3"><inertial pos="0.105723 0 0" quat="-0.000621631 0.704724 0.0105292 0.709403" mass="0.322228" diaginertia="0.00144107 0.00134228 0.000152047" /><joint name="vx300s_left/elbow" pos="0 0 0" axis="0 1 0" limited="true" range="-1.76278 1.6057" frictionloss="60" /><geom type="mesh" mesh="vx300s_4_upper_forearm" name="vx300s_left/4_upper_forearm" rgba="0.2 0.2 0.2 1"/><body name="vx300s_left/lower_forearm_link" pos="0.2 0 0"><inertial pos="0.0513477 0.00680462 0" quat="-0.702604 -0.0796724 -0.702604 0.0796724" mass="0.414823" diaginertia="0.0005911 0.000546493 0.000155707" /><joint name="vx300s_left/forearm_roll" pos="0 0 0" axis="1 0 0" limited="true" range="-3.14158 3.14158" frictionloss="30" /><geom quat="0 1 0 0" type="mesh" mesh="vx300s_5_lower_forearm" name="vx300s_left/5_lower_forearm" rgba="0.2 0.2 0.2 1"/><body name="vx300s_left/wrist_link" pos="0.1 0 0"><inertial pos="0.046743 -7.6652e-06 0.010565" quat="-0.00100191 0.544586 0.0026583 0.8387" mass="0.115395" diaginertia="5.45707e-05 4.63101e-05 4.32692e-05" /><joint name="vx300s_left/wrist_angle" pos="0 0 0" axis="0 1 0" limited="true" range="-1.8675 2.23402" frictionloss="30" /><geom quat="0.707107 0 0 0.707107" type="mesh" mesh="vx300s_6_wrist" name="vx300s_left/6_wrist" rgba="0.2 0.2 0.2 1"/><body name="vx300s_left/gripper_link" pos="0.069744 0 0"><body name="vx300s_left/camera_focus" pos="0.15 0 0.01"><site pos="0 0 0" size="0.01" type="sphere" name="left_cam_focus" rgba="0 0 1 0"/></body><site pos="0.15 0 0" size="0.003 0.003 0.03" type="box" name="cali_left_site1" rgba="0 0 1 0"/><site pos="0.15 0 0" size="0.003 0.03 0.003" type="box" name="cali_left_site2" rgba="0 0 1 0"/><site pos="0.15 0 0" size="0.03 0.003 0.003" type="box" name="cali_left_site3" rgba="0 0 1 0"/><camera name="left_wrist" pos="-0.1 0 0.16" fovy="20" mode="targetbody" target="vx300s_left/camera_focus"/><inertial pos="0.0395662 -2.56311e-07 0.00400649" quat="0.62033 0.619916 -0.339682 0.339869" mass="0.251652" diaginertia="0.000689546 0.000650316 0.000468142" /><joint name="vx300s_left/wrist_rotate" pos="0 0 0" axis="1 0 0" limited="true" range="-3.14158 3.14158" frictionloss="30" /><geom pos="-0.02 0 0" quat="0.707107 0 0 0.707107" type="mesh" mesh="vx300s_7_gripper" name="vx300s_left/7_gripper" rgba="0.2 0.2 0.2 1"/><geom pos="-0.020175 0 0" quat="0.707107 0 0 0.707107" type="mesh" mesh="vx300s_9_gripper_bar" name="vx300s_left/9_gripper_bar" rgba="0.2 0.2 0.2 1"/><body name="vx300s_left/gripper_prop_link" pos="0.0485 0 0"><inertial pos="0.002378 2.85e-08 0" quat="0 0 0.897698 0.440611" mass="0.008009" diaginertia="4.2979e-06 2.8868e-06 1.5314e-06" />
<!-- <joint name="vx300s_left/gripper" pos="0 0 0" axis="1 0 0" frictionloss="30" />--><geom pos="-0.0685 0 0" quat="0.707107 0 0 0.707107" type="mesh" mesh="vx300s_8_gripper_prop" name="vx300s_left/8_gripper_prop" rgba="0.2 0.2 0.2 1"/></body><body name="vx300s_left/left_finger_link" pos="0.0687 0 0"><inertial pos="0.017344 -0.0060692 0" quat="0.449364 0.449364 -0.54596 -0.54596" mass="0.034796" diaginertia="2.48003e-05 1.417e-05 1.20797e-05" /><joint name="vx300s_left/left_finger" pos="0 0 0" axis="0 1 0" type="slide" limited="true" range="0.021 0.057" frictionloss="30" /><geom condim="4" solimp="2 1 0.01" solref="0.01 1" friction="1 0.005 0.0001" pos="0.005 -0.052 0" euler="3.14 1.57 0" type="mesh" mesh="vx300s_10_gripper_finger_left" name="vx300s_left/10_left_gripper_finger" rgba="0.2 0.2 0.2 1"/></body><body name="vx300s_left/right_finger_link" pos="0.0687 0 0"><inertial pos="0.017344 0.0060692 0" quat="0.44937 -0.44937 0.545955 -0.545955" mass="0.034796" diaginertia="2.48002e-05 1.417e-05 1.20798e-05" /><joint name="vx300s_left/right_finger" pos="0 0 0" axis="0 1 0" type="slide" limited="true" range="-0.057 -0.021" frictionloss="30" /><geom condim="4" solimp="2 1 0.01" solref="0.01 1" friction="1 0.005 0.0001" pos="0.005 0.052 0" euler="3.14 1.57 0" type="mesh" mesh="vx300s_10_gripper_finger_right" name="vx300s_left/10_right_gripper_finger" rgba="0.2 0.2 0.2 1"/></body></body></body></body></body></body></body></body>
</mujocoinclude>这段代码是一个 XML 格式的 Mujoco 模型文件的一部分，用于描述机器人手臂的模型和相关配置。以下是对其中各部分的详细解释：
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<mujocoinclude>：用于包含另一个 Mujoco 模型文件的标签，这里包含了机器人手臂的模型和配置信息。 -
<body>：定义了机器人手臂的主体部分，包括了各个连接部件和其位置信息。name="vx300s_left"：机器人手臂的名称。pos="-0.469 0.5 0"：机器人手臂的位置。
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<geom>：定义了机器人手臂的几何形状，通常用于可视化和碰撞检测。quat="0.707107 0 0 0.707107"：指定了几何体的旋转四元数。type="mesh"：指定了几何体的类型为网格。mesh="vx300s_1_base"：指定了该几何体所使用的网格模型。rgba="0.2 0.2 0.2 1"：指定了几何体的颜色。
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<inertial>：定义了每个连接部件的惯性参数。pos：惯性中心的位置。quat：惯性矩阵的旋转四元数。mass：部件的质量。diaginertia：惯性矩阵的对角线元素。
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<joint>：定义了连接部件之间的关节。name：关节的名称。pos：关节的位置。axis：关节的旋转轴。limited="true"：表示关节是否有限制。range：关节的运动范围。frictionloss：关节的摩擦损失。
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<site>：定义了站位点，用于可视化和其他用途。pos：站位点的位置。size：站位点的大小。type：站位点的类型。
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<camera>：定义了摄像机，用于模拟环境的观察。name：摄像机的名称。pos：摄像机的位置。fovy：摄像机的视场角。mode="targetbody"：摄像机的模式，以指定的物体为目标。
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<geom>：定义了机器人手臂的各个连接部件的几何形状。quat：指定了几何体的旋转四元数。type="mesh"：指定了几何体的类型为网格。mesh：指定了该几何体所使用的网格模型。rgba：指定了几何体的颜色。
这段代码描述了一个机器人手臂的模型和配置信息，包括了各个连接部件的几何形状、惯性参数、关节、站位点以及摄像机等元素。
其中scene.xml文件代码：
<mujocoinclude>
<!-- <option timestep='0.0025' iterations="50" tolerance="1e-10" solver="Newton" jacobian="dense" cone="elliptic"/>--><asset><mesh file="tabletop.stl" name="tabletop" scale="0.001 0.001 0.001"/><!-- floor --><texture type="skybox" builtin="gradient" rgb1="0.3 0.5 0.7" rgb2="0 0 0" width="512" height="3072"/><texture type="2d" name="groundplane" builtin="checker" mark="edge" rgb1="0.2 0.3 0.4" rgb2="0.1 0.2 0.3"markrgb="0.8 0.8 0.8" width="300" height="300"/><material name="groundplane" texture="groundplane" texuniform="true" texrepeat="5 5" reflectance="0.2"/></asset><visual><map fogstart="1.5" fogend="5" force="0.1" znear="0.1"/><quality shadowsize="4096" offsamples="4"/>
<!-- <headlight ambient="0.4 0.4 0.4"/>--><headlight diffuse="0.6 0.6 0.6" ambient="0.3 0.3 0.3" specular="0 0 0"/><rgba haze="0.15 0.25 0.35 1"/><global azimuth="140" elevation="-30"/></visual><worldbody><!-- default castshadow = "false" --><light castshadow="true" directional='true' diffuse='.3 .3 .3' specular='0.3 0.3 0.3' pos='-1 -1 1'dir='1 1 -1'/><light directional='true' diffuse='.3 .3 .3' specular='0.3 0.3 0.3' pos='1 -1 1' dir='-1 1 -1'/><light castshadow="true" directional='true' diffuse='.3 .3 .3' specular='0.3 0.3 0.3' pos='0 1 1'dir='0 -1 -1'/><!-- floor --><body name="floor" pos="0 0 -0.001"><geom name="floor" size="0 0 0.01" type="plane" material="groundplane"/></body><body name="table" pos="0 .6 0"><geom group="1" mesh="tabletop" pos="0 0 0" type="mesh" conaffinity="1" contype="1" name="table" rgba="0.2 0.2 0.2 1" /></body><body name="midair" pos="0 .6 0.2"><site pos="0 0 0" size="0.01" type="sphere" name="midair" rgba="1 0 0 0"/></body><camera name="left_pillar" pos="-0.5 0.2 0.6" fovy="78" mode="targetbody" target="table"/><camera name="right_pillar" pos="0.5 0.2 0.6" fovy="78" mode="targetbody" target="table"/><camera name="top" pos="0 0.6 0.8" fovy="78" mode="targetbody" target="table"/><camera name="angle" pos="0 0 0.6" fovy="78" mode="targetbody" target="table"/><camera name="front_close" pos="0 0.2 0.4" fovy="78" mode="targetbody" target="vx300s_left/camera_focus"/></worldbody></mujocoinclude>这段代码是一个 XML 格式的 Mujoco 模型文件的一部分，用于描述一个模拟环境中的物体、光源和相机等元素。以下是对其中各部分的详细解释：
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<mujocoinclude>：Mujoco 模型文件的包含标签，用于将其他文件的内容包含到当前文件中。 -
<asset>：模型的资源部分，定义了模型中使用的各种资产，如网格、纹理和材质。<mesh>：指定了一个网格文件作为桌面，定义了它的名称和缩放比例。<texture>：定义了两种类型的纹理："skybox"：用于模拟天空的渐变效果。"2d"：用于地面的棋盘格纹理，包括颜色、尺寸和边缘标记。
<material>：定义了地面的材质，引用了前面定义的地面纹理，并设置了反射率和纹理重复参数。
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<visual>：模型的可视化部分，用于定义模拟环境中的视觉效果。<map>：定义了雾化效果的参数，包括起始和结束位置以及力度。<quality>：设置了阴影和抗锯齿的参数。<headlight>：设置了头灯的参数，包括漫反射、环境光和高光。<rgba>：设置了雾化效果的颜色。<global>：设置了全局光照的方向。
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<worldbody>：模型的世界部分，定义了模拟环境中的物体、光源和相机等元素。<light>：定义了三个光源，包括其类型、漫反射和高光等参数。<body>：定义了模拟环境中的物体，包括桌面和悬空的物体。- 桌面：由一个平面几何体组成，使用前面定义的地面材质。
- 悬空的物体：这里只是一个站位点，未指定具体的几何形状。
<camera>：定义了多个摄像机，包括其位置、视场角和模式等参数。其中，mode="targetbody"表示摄像机会以指定的物体为目标，视角随之调整。
这个模型文件描述了一个简单的模拟环境，其中包括一个桌面、一个悬空的物体和多个摄像机，用于模拟不同视角的变化。
其中bimanual_viperx_ee_transfer_cube.xml文件代码：
<mujoco><include file="scene.xml"/><include file="vx300s_dependencies.xml"/><equality><weld body1="mocap_left" body2="vx300s_left/gripper_link" solref="0.01 1" solimp=".25 .25 0.001" /><weld body1="mocap_right" body2="vx300s_right/gripper_link" solref="0.01 1" solimp=".25 .25 0.001" /></equality><worldbody><include file="vx300s_left.xml" /><include file="vx300s_right.xml" /><body mocap="true" name="mocap_left" pos="0.095 0.50 0.425"><site pos="0 0 0" size="0.003 0.003 0.03" type="box" name="mocap_left_site1" rgba="1 0 0 1"/><site pos="0 0 0" size="0.003 0.03 0.003" type="box" name="mocap_left_site2" rgba="1 0 0 1"/><site pos="0 0 0" size="0.03 0.003 0.003" type="box" name="mocap_left_site3" rgba="1 0 0 1"/></body><body mocap="true" name="mocap_right" pos="-0.095 0.50 0.425"><site pos="0 0 0" size="0.003 0.003 0.03" type="box" name="mocap_right_site1" rgba="1 0 0 1"/><site pos="0 0 0" size="0.003 0.03 0.003" type="box" name="mocap_right_site2" rgba="1 0 0 1"/><site pos="0 0 0" size="0.03 0.003 0.003" type="box" name="mocap_right_site3" rgba="1 0 0 1"/></body><body name="box" pos="0.2 0.5 0.05"><joint name="red_box_joint" type="free" frictionloss="0.01" /><inertial pos="0 0 0" mass="0.05" diaginertia="0.002 0.002 0.002" /><geom condim="4" solimp="2 1 0.01" solref="0.01 1" friction="1 0.005 0.0001" pos="0 0 0" size="0.02 0.02 0.02" type="box" name="red_box" rgba="1 0 0 1" /></body></worldbody><actuator><position ctrllimited="true" ctrlrange="0.021 0.057" joint="vx300s_left/left_finger" kp="200" user="1"/><position ctrllimited="true" ctrlrange="-0.057 -0.021" joint="vx300s_left/right_finger" kp="200" user="1"/><position ctrllimited="true" ctrlrange="0.021 0.057" joint="vx300s_right/left_finger" kp="200" user="1"/><position ctrllimited="true" ctrlrange="-0.057 -0.021" joint="vx300s_right/right_finger" kp="200" user="1"/></actuator><keyframe><key qpos="0 -0.96 1.16 0 -0.3 0 0.024 -0.024 0 -0.96 1.16 0 -0.3 0 0.024 -0.024 0.2 0.5 0.05 1 0 0 0"/></keyframe></mujoco>这段代码是一个完整的 Mujoco 模型文件，描述了一个模拟环境中的物体、关节、动作控制器等元素。让我们逐个解释其中的内容：
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<include file="scene.xml"/>和<include file="vx300s_dependencies.xml"/>：引用了其他两个 XML 文件，将它们的内容包含到当前文件中。 -
<equality>：定义了两个关节的约束，使得两个物体固定在一起。<weld>：将两个物体通过关节连接在一起，设置了约束参数如刚度和阻尼等。
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<worldbody>：模型的世界部分，定义了模拟环境中的各种物体。<include file="vx300s_left.xml" />和<include file="vx300s_right.xml" />：引用了两个 XML 文件，将机器人的左臂和右臂的模型包含进来。<body mocap="true" name="mocap_left" pos="0.095 0.50 0.425">和<body mocap="true" name="mocap_right" pos="-0.095 0.50 0.425">：定义了两个虚拟的 mocap 体，用于捕捉运动数据。<body name="box" pos="0.2 0.5 0.05">：定义了一个名为 box 的物体，用于模拟一个红色的盒子。<joint name="red_box_joint" type="free" frictionloss="0.01" />：定义了盒子的关节类型为自由关节，并设置了摩擦损耗。<inertial pos="0 0 0" mass="0.05" diaginertia="0.002 0.002 0.002" />：定义了盒子的惯性属性，包括质量和惯性张量。<geom condim="4" solimp="2 1 0.01" solref="0.01 1" friction="1 0.005 0.0001" pos="0 0 0" size="0.02 0.02 0.02" type="box" name="red_box" rgba="1 0 0 1" />：定义了盒子的几何形状和纹理颜色等属性。
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<actuator>：定义了动作控制器，用于控制机器人的手指关节的运动。<position ctrllimited="true" ctrlrange="0.021 0.057" joint="vx300s_left/left_finger" kp="200" user="1"/>和<position ctrllimited="true" ctrlrange="-0.057 -0.021" joint="vx300s_left/right_finger" kp="200" user="1"/>：控制左臂机器人手指的位置。<position ctrllimited="true" ctrlrange="0.021 0.057" joint="vx300s_right/left_finger" kp="200" user="1"/>和<position ctrllimited="true" ctrlrange="-0.057 -0.021" joint="vx300s_right/right_finger" kp="200" user="1"/>：控制右臂机器人手指的位置。
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<keyframe>：定义了一个关键帧，指定了各个关节的位置。<key qpos="0 -0.96 1.16 0 -0.3 0 0.024 -0.024 0 -0.96 1.16 0 -0.3 0 0.024 -0.024 0.2 0.5 0.05 1 0 0 0"/>：指定了各个关节的位置信息，用于模拟开始时的初始状态。qpos：这个属性定义了关节的位置。它包含了多个数值，每两个数值代表一个关节的位置信息。在这个关键帧中，一共有六个关节，因此包含了 6*2=12 个数值。- 这些数值代表了每个关节的位置或方向。例如，
0 -0.96 1.16 0 -0.3 0描述了左臂的一组关节位置，0.024 -0.024描述了右臂手指的位置，0.2 0.5 0.05描述了盒子的位置，1 0 0 0描述了盒子的方向。
这样，当模拟开始时，Mujoco 将模拟环境中的物体调整到这个关键帧指定的位置和方向，从而实现了初始状态的设定。
整个 <mujoco> 块描述了一个模拟环境中的物体、约束、控制器等元素，用于进行机器人控制和物体运动的仿真。
具体的仿真代码运行可视化效果【record_sim_episodes.py】：
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