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Airsim|Airsim（1.3.1版本）setting.json帮助文档解析

Airsim

setting.json是airsim的核心配置文件，下面对官方文档进行解读

文章目录

  • 1 json存储位置
  • 2 如何在车辆Car和旋翼无人机Multirotor之间进行选择
  • 3 可用的设置和对应默认值
    • SimMode
    • ViewMode
    • TimeOfDay
    • OriginGeopoint
    • SubWindows
    • Recording
    • ClockSpeed
    • Segmentation Settings
    • Camera Settings
    • Vehicles Settings
    • 其他的一些设置
  • 总结

1 json存储位置 Windows在Documents\AirSim，Linux在 ~/Documents/AirSim
第一次启动Airsim时候将自动创建一个空的setting文件，为了避免其他问题，永远使用ASCII保存文件。
2 如何在车辆Car和旋翼无人机Multirotor之间进行选择 如果想使用Car则在json文件设置"SimMode": "Car" ，如下所示
{ "SettingsVersion": 1.2, "SimMode": "Car" }

选择Multirotor则设置 "SimMode": "Multirotor". 如果设置"SimMode": "".则启动Airsim时候会自动弹出一个对话框询问使用哪个。
3 可用的设置和对应默认值 下面是所有可用的设置和其对应默认值，一些默认值为 "" 将会根据实际使用的车辆类型进行选择，比如 ViewMode 为 "" ，对于无人机则使用"FlyWithMe" ，对无人车则使用"SpringArmChase" 。
注意: 没有必要将所有的设置复制过去，需要什么粘贴什么即可，仅有 "SettingsVersion"是需要设置的。
{ "SimMode": "", "ClockType": "", "ClockSpeed": 1, "LocalHostIp": "127.0.0.1", "RecordUIVisible": true, "LogMessagesVisible": true, "ViewMode": "", "RpcEnabled": true, "EngineSound": true, "PhysicsEngineName": "", "SpeedUnitFactor": 1.0, "SpeedUnitLabel": "m/s", "Recording": { "RecordOnMove": false, "RecordInterval": 0.05, "Cameras": [ { "CameraName": "0", "ImageType": 0, "PixelsAsFloat": false, "Compress": true } ] }, "CameraDefaults": { "CaptureSettings": [ { "ImageType": 0, "Width": 256, "Height": 144, "FOV_Degrees": 90, "AutoExposureSpeed": 100, "AutoExposureBias": 0, "AutoExposureMaxBrightness": 0.64, "AutoExposureMinBrightness": 0.03, "MotionBlurAmount": 0, "TargetGamma": 1.0, "ProjectionMode": "", "OrthoWidth": 5.12 } ], "NoiseSettings": [ { "Enabled": false, "ImageType": 0,"RandContrib": 0.2, "RandSpeed": 100000.0, "RandSize": 500.0, "RandDensity": 2,"HorzWaveContrib":0.03, "HorzWaveStrength": 0.08, "HorzWaveVertSize": 1.0, "HorzWaveScreenSize": 1.0,"HorzNoiseLinesContrib": 1.0, "HorzNoiseLinesDensityY": 0.01, "HorzNoiseLinesDensityXY": 0.5,"HorzDistortionContrib": 1.0, "HorzDistortionStrength": 0.002 } ], "Gimbal": { "Stabilization": 0, "Pitch": NaN, "Roll": NaN, "Yaw": NaN } "X": NaN, "Y": NaN, "Z": NaN, "Pitch": NaN, "Roll": NaN, "Yaw": NaN }, "OriginGeopoint": { "Latitude": 47.641468, "Longitude": -122.140165, "Altitude": 122 }, "TimeOfDay": { "Enabled": false, "StartDateTime": "", "CelestialClockSpeed": 1, "StartDateTimeDst": false, "UpdateIntervalSecs": 60 }, "SubWindows": [ {"WindowID": 0, "CameraName": "0", "ImageType": 3, "Visible": false}, {"WindowID": 1, "CameraName": "0", "ImageType": 5, "Visible": false}, {"WindowID": 2, "CameraName": "0", "ImageType": 0, "Visible": false} ], "SegmentationSettings": { "InitMethod": "", "MeshNamingMethod": "", "OverrideExisting": false }, "PawnPaths": { "BareboneCar": {"PawnBP": "Class'/AirSim/VehicleAdv/Vehicle/VehicleAdvPawn.VehicleAdvPawn_C'"}, "DefaultCar": {"PawnBP": "Class'/AirSim/VehicleAdv/SUV/SuvCarPawn.SuvCarPawn_C'"}, "DefaultQuadrotor": {"PawnBP": "Class'/AirSim/Blueprints/BP_FlyingPawn.BP_FlyingPawn_C'"}, "DefaultComputerVision": {"PawnBP": "Class'/AirSim/Blueprints/BP_ComputerVisionPawn.BP_ComputerVisionPawn_C'"} }, "Vehicles": { "SimpleFlight": { "VehicleType": "SimpleFlight", "DefaultVehicleState": "Armed", "AutoCreate": true, "PawnPath": "", "EnableCollisionPassthrogh": false, "EnableCollisions": true, "AllowAPIAlways": true, "RC": { "RemoteControlID": 0, "AllowAPIWhenDisconnected": false }, "Cameras": { //same elements as CameraDefaults above, key as name }, "X": NaN, "Y": NaN, "Z": NaN, "Pitch": NaN, "Roll": NaN, "Yaw": NaN }, "PhysXCar": { "VehicleType": "PhysXCar", "DefaultVehicleState": "", "AutoCreate": true, "PawnPath": "", "EnableCollisionPassthrogh": false, "EnableCollisions": true, "RC": { "RemoteControlID": -1 }, "Cameras": { "MyCamera1": { //same elements as elements inside CameraDefaults above }, "MyCamera2": { //same elements as elements inside CameraDefaults above }, }, "X": NaN, "Y": NaN, "Z": NaN, "Pitch": NaN, "Roll": NaN, "Yaw": NaN } } }

SimMode SimMode用来确定仿真模式，当前支持以下模式值：
  • "": 启动仿真时候自定义选择模式
  • "Multirotor": 使用旋翼仿真
  • "Car": 使用车辆仿真
  • "ComputerVision": 仅使用相机，无无人机和车辆
ViewMode ViewMode确定将哪个摄影机用作默认摄影机以及摄影机将如何跟随车辆。对于无人机，默认是 "FlyWithMe"，而无人车则默认是"SpringArmChase".
  • FlyWithMe: 以6个自由度从后面追赶车辆
  • GroundObserver: 从离地6’处追逐车辆，但在XY平面上保持完全自由。
  • Fpv: 从车辆前摄像头观看场景，就是车辆视角，可以理解为第一人称视角。
  • Manual: 不要自动移动相机。使用箭头键和ASWD键手动移动摄像机。
  • SpringArmChase: 用安装在隐形的手臂上的摄像头追踪车辆，该手臂通过弹簧连接到车辆上（因此它在运动中有一些延迟）。
  • NoDisplay: 就是不可视化仿真器，但是子窗口、录制和API的渲染仍处于活动状态。此模式对于在“无头”模式下保存资源非常有用，在这种模式下，您只对获取图像感兴趣，而不关心在主屏幕上呈现的内容。这也可以提高记录图像的FPS。
TimeOfDay 控制太阳在环境中的时间用的，其中的属性Enabled是false，太阳将永远保持不变。如果属性为true，则太阳的位置将会使用经纬度和高度来计算，这些将会在后面介绍的OriginGeopoint属性进行介绍。 在属性StartDateTime使用 %Y-%m-%d %H:%M:%S设置时间，例如2018-02-12 15:20:00，如果为空则使用当前时间。StartDateTimeDst截止时间，到那个时间就会保持不变（我理解的）。在某些情况下，可能希望天体时钟比模拟时钟运行得快或慢，则可以指定CelestialClockSpeed，比如，值100表示时间是实际时间的100倍。
这个也可以通过API控制，我们后面再分析。
{ "TimeOfDay": { "Enabled": false, "StartDateTime": "", "CelestialClockSpeed": 1, "StartDateTimeDst": false, "UpdateIntervalSecs": 60 }, }

OriginGeopoint 这个用来记录经纬度和高度，起始原点也是利用这个计算出来的。所有坐标是北东地坐标系，在系统中，每个车辆从（0,0,0）点开始。时间设置也是通过这个算出来的OriginGeopoint（感觉解释很模糊，等以后测试使用后再补充细节吧）
{ "OriginGeopoint": { "Latitude": 47.641468, "Longitude": -122.140165, "Altitude": 122 }, }

SubWindows 这个设置用来确定当按下0的时候，哪个窗口是可见的。具体用法如下所示。
"SubWindows": [ {"WindowID": 0, "ImageType": 0, "CameraName": "3", "Visible": true}, {"WindowID": 1, "ImageType": 3, "CameraName": "0", "Visible": true}, {"WindowID": 2, "ImageType": 6, "CameraName": "4", "Visible": true} ]

  • "WindowID"表示使用哪个窗口，值在0-2之间。
  • "ImageType"表示图像类型，一共有8种类型，分别如下所示
    • Scene = 0,
    • DepthPlanner = 1,
    • DepthPerspective = 2,
    • DepthVis = 3,
    • DisparityNormalized = 4,
    • Segmentation = 5,
    • SurfaceNormals = 6,
    • Infrared = 7
  • "CameraName"相机名称，一共有5个相机，front_center, front_right, front_left, fpv 和back_center，为了向后兼容，用0-4对应。
Recording 按照特定的时间间隔记录数据，比如位置、姿态、速度和对应图像。仿真器上面有按钮可以开始记录。数据存在Documents\AirSim，对应配置代码如下所示。
"Recording": { "RecordOnMove": false, "RecordInterval": 0.05, "Cameras": [ { "CameraName": "0", "ImageType": 0, "PixelsAsFloat": false, "Compress": true } ] },

  • RecordInterval 指定采集两张图片的最小时间间隔，就是每隔多少秒采集一张图片。
  • RecordOnMove指定如果车辆不动是否还采集图像
  • Cameras设置相机的属性，默认是使用相机0，并压缩存储。相同属性跟SubWindows一样，如果PixelsAsFloat为true，图像将会存储为pfm格式。
ClockSpeed 【Airsim|Airsim（1.3.1版本）setting.json帮助文档解析】调整仿真速度，默认是1与实际一样，小于1则慢，大于1则快。注意：随着仿真时钟的运行速度加快，仿真质量可能会下降。可能会看到像物体移动过障碍物这样的伪影，因为没有检测到碰撞。然而，减慢模拟时钟（即值<1.0）通常会提高模拟质量。
Segmentation Settings
"SegmentationSettings": { "InitMethod": "", "MeshNamingMethod": "", "OverrideExisting": false },

InitMethod 确定分割图的分割ID信息，默认"" 和"CommonObjectsRandomIDs"意味着随机分配ID。"None"意味着不初始化ID，导致分割图只有一个颜色，如果计划使用API设置ID的话，这个模式很有用，对于城市的环境，可以节省大量延迟。
如果 OverrideExisting 为false，则初始化不会更改已分配的非零对象ID，否则会更改。
如果 MeshNamingMethod是 “” 或 “OwnerName” 分配ID用的，还有个属性是 “StaticMeshName” ，这个具体用法我不是很明白，后续使用后更新。
Camera Settings CameraDefaults 在第一级根目录，指定所有相机的默认值，这些默认值在每个Vehicles中的相机Cameras中重写。
属性ImageType已经在前面介绍过了，除此之外可以设置ImageType: -1应用在外部相机（也就是显示屏成像的相机）。
"CaptureSettings"设置的是不同种图像属性，比如scene, depth, disparity, surface normals和segmentation 等等。属性Width, Height, FOV就是图像分辨率内参相关。AutoExposureSpeed值较高可以消除图像采集中的伪影。MotionBlurAmount设置为0以避免真值中的伪影。ProjectionMode投影模式，不太能理解，用默认perspective就行（其他参数有的跟参数有关，主要是需要设置前4个，其他默认就好）。
NoiseSettings允许想特定图像添加噪声，目的是模拟传感器噪声，干扰和伪影。默认是无噪声添加的Enabled: false。如果需要噪声，设置其余属性就行。
  • RandContrib噪声混合比，0表示无噪声，1表示只有噪声。
  • RandSpeed设置噪波波动的速度，1表示无波动，较高的值如1E6表示完全波动。
  • RandSize这决定了噪声的粗糙程度，1表示每个像素都有自己的噪声，而较高的值意味着超过1个像素共享相同的噪声值。
  • RandDensity这决定了有多少像素会有噪声，1表示所有像素，值越高表示像素数越少。
  • HorzWaveContrib添加水平凹凸/闪烁/重影效果，这决定了噪波像素与图像像素的混合比，0表示无噪波，1表示只有噪波。
  • HorzWaveStrength这决定了效果的整体强度。
  • HorzWaveVertSize这决定了有多少垂直像素会受到效果的影响。
  • HorzWaveScreenSize这决定了屏幕有多大程度上受效果的影响。
    其他都是各种方向噪声，感觉用途不多，暂时不分析了，专业人士看文档即可。
Gimbal允许冻结相机三个轴的方向，这个设置对第三人称视角是无用的，也就是ImageType为-1，当 Stabilization 为0就表示相机随着本体模型的运动而运动，值为1时候，表示完全稳定。值取值范围为0-1，用来与车的角度进行混合，Pitch, Roll 和Yaw 任何一个值设为NaN，表示这个角度将随车运动。
"CameraDefaults": { "CaptureSettings": [ { "ImageType": 0, "Width": 256, "Height": 144, "FOV_Degrees": 90, "AutoExposureSpeed": 100, "AutoExposureBias": 0, "AutoExposureMaxBrightness": 0.64, "AutoExposureMinBrightness": 0.03, "MotionBlurAmount": 0, "TargetGamma": 1.0, "ProjectionMode": "", "OrthoWidth": 5.12 } ], "NoiseSettings": [ { "Enabled": false, "ImageType": 0,"RandContrib": 0.2, "RandSpeed": 100000.0, "RandSize": 500.0, "RandDensity": 2,"HorzWaveContrib":0.03, "HorzWaveStrength": 0.08, "HorzWaveVertSize": 1.0, "HorzWaveScreenSize": 1.0,"HorzNoiseLinesContrib": 1.0, "HorzNoiseLinesDensityY": 0.01, "HorzNoiseLinesDensityXY": 0.5,"HorzDistortionContrib": 1.0, "HorzDistortionStrength": 0.002 } ], "Gimbal": { "Stabilization": 0, "Pitch": NaN, "Roll": NaN, "Yaw": NaN } "X": NaN, "Y": NaN, "Z": NaN, "Pitch": NaN, "Roll": NaN, "Yaw": NaN },

Vehicles Settings 仿真器将遍历"Vehicles"列表创建 "AutoCreate": true的车辆。
Each simulation mode will go through the list of vehicles specified in this setting and create the ones that has "AutoCreate": true. 指定的每个车辆都有个key，这个key就是车的名字。如果这个设置中不存在这个属性，则使用默认叫“PhysXCar”的车和“SimpleFlight”的无人机来填充。
"Vehicles": { "SimpleFlight": { "VehicleType": "SimpleFlight", "DefaultVehicleState": "Armed", "AutoCreate": true, "PawnPath": "", "EnableCollisionPassthrogh": false, "EnableCollisions": true, "AllowAPIAlways": true, "RC": { "RemoteControlID": 0, "AllowAPIWhenDisconnected": false }, "Cameras": { //same elements as CameraDefaults above, key as name }, "X": NaN, "Y": NaN, "Z": NaN, "Pitch": NaN, "Roll": NaN, "Yaw": NaN }, "PhysXCar": { "VehicleType": "PhysXCar", "DefaultVehicleState": "", "AutoCreate": true, "PawnPath": "", "EnableCollisionPassthrogh": false, "EnableCollisions": true, "RC": { "RemoteControlID": -1 }, "Cameras": { "MyCamera1": { //same elements as elements inside CameraDefaults above }, "MyCamera2": { //same elements as elements inside CameraDefaults above }, }, "X": NaN, "Y": NaN, "Z": NaN, "Pitch": NaN, "Roll": NaN, "Yaw": NaN } }

下面对其中的一些属性进行说明。
  • VehicleType: 这个属性可以选择 PhysXCar, SimpleFlight, PX4Multirotor 或ComputerVision. 不存在默认值因此这个必须被指定。
  • PawnPath: This allows to override the pawn blueprint to use for the vehicle. For example, you may create new pawn blueprint derived from ACarPawn for a warehouse robot in your own project outside the AirSim code and then specify its path here. See also PawnPaths.
  • DefaultVehicleState: 用于无人机的可能值， Armed 或 Disarmed。
  • AutoCreate: 如果为真，则生成此车辆。
  • RC: 指定车辆使用的遥控器
  • RemoteControlID. 控制器选择，值为-1时候使用键盘控制（不支持无人机），值≥0时候指定一个连接在电脑的控制器。
  • X, Y, Z, Yaw, Roll, Pitch: 车辆初始化时候的位置和方向。
  • IsFpvVehicle: 选择那辆车产生第一视角数据，默认是使用第一辆车作为FPV车辆，其实就是数据窗口总共就3个，必须指定一个来采集数据。
  • Cameras: 为每个车辆指定相机，属性和值的使用与 CameraDefaults是一样的。如果改变前置相机的FOV为120°，那么可以按照如下的代码对Vehicles进行修改.
"Vehicles": { "FishEyeDrone": { "VehicleType": "SimpleFlight", "Cameras": { "front-center": { "CaptureSettings": [ { "ImageType": 0, "FOV_Degrees": 120 } ] } } } }

Airsim支持PX4，这就很强了，默认设置是启用硬件在环设置，用法示例如下所示，
"Vehicles": { "PX4": { "VehicleType": "PX4Multirotor","ControlIp": "127.0.0.1", "ControlPort": 14580, "LogViewerHostIp": "127.0.0.1", "LogViewerPort": 14388, "OffboardCompID": 1, "OffboardSysID": 134, "QgcHostIp": "127.0.0.1", "QgcPort": 14550, "SerialBaudRate": 115200, "SerialPort": "*", "SimCompID": 42, "SimSysID": 142, "TcpPort": 4560, "UdpIp": "127.0.0.1", "UdpPort": 14560, "UseSerial": true, "UseTcp": false, "VehicleCompID": 1, "VehicleSysID": 135, "Model": "Generic", "LocalHostIp": "127.0.0.1" } }

（许多设置我不清楚具体用法，等后续接PX4研究下）
其他的一些设置
  • "EngineSound": false，关闭模拟器的声音，当前仅对Car有效。
  • "SpeedUnitFactor": 1.0,速度尺度，与"SpeedUnitLabel": "m/s"在一起使用，改单位时候修改对应的变换尺度。
  • "LocalHostIp": "127.0.0.1",设置仿真器端的ip地址，以保证可以在两台电脑上相连。
  • "PhysicsEngineName": "",，物理引擎名称，汽车只支持PhysX，无人机仅支持 "FastPhysicsEngine"（个人感觉这个参数目前还是冗余的）。
  • PawnPaths设置使用自己的模型，具体用法等实际操作时候补充。
总结 Airsim集成了大量的功能，基本满足仿真的需求，但是前期使用不多，很多不是很理解，等后续实操时候再补充相关说明。

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