シミュレータのオプション¶

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scripts/run_sim.sh --world office        # Isaac Sim のシーン: office, hospital, warehouse, simple_room, kitchen_*
scripts/run_sim.sh --world /path/to.usd  # 任意の USD シーン
scripts/run_sim.sh --world map:maps/site.yaml   # 占有格子地図から壁を作る（「地図からワールドを作る」を参照）
scripts/run_sim.sh --x 1.0 --y 0.5 --yaw 1.57
scripts/run_sim.sh --layout layouts/room.yaml   # レイアウトファイル（--layout-seed N）、レイアウトファイルの節を参照
scripts/run_sim.sh --no-cameras          # LiDAR とオドメトリだけでよいとき（速い）
scripts/run_sim.sh --dome-light 0        # 暗いシーン（環境光。既定 800）。トーチを見たいときなど
scripts/run_sim.sh --render-hz 20        # 描画・カメラのループ周期（「性能」を参照）
scripts/run_sim.sh --charger X Y YAW     # 充電器の位置（既定: 部屋の西の壁際）
scripts/run_sim.sh --no-charger
scripts/run_sim.sh --shelf X Y YAW       # シェルフを置く（複数可。デフォルトは部屋に 1 台）
scripts/run_sim.sh --no-shelves
scripts/run_sim.sh --person X Y YAW      # 人を置く（複数可。デフォルトは部屋に 2 人）
scripts/run_sim.sh --no-people
scripts/run_sim.sh --drop X Y SX SY      # 床に穴を開ける（複数可。「段差と衝突」を参照）
scripts/run_sim.sh --wall X0 Y0 X1 Y1    # 壁（複数可。「ドア」を参照）
scripts/run_sim.sh --door X Y YAW        # ドア（複数可。--door-kind、--door-width、--door-closed、--door-cycle、--door-auto）
scripts/run_sim.sh --api-port 26400      # kachaka-api の gRPC ポート（既定 26400。0 で無効）
scripts/run_sim.sh --config config/degraded.yaml   # センサーを劣化させる（「センサーの劣化」を参照）
scripts/run_sim.sh --robot X Y YAW       # ロボット（複数可。最初がロボット 0。--x/--y/--yaw の代わり）。multi_robot.md を参照
scripts/run_sim.sh --help

ロボットのパラメータ（速度上限、センサーの解像度と周期、ノイズ）は config/robot.yaml にあります。Preferred Robotics が公開していない値には (est.) と書いてあります。設定ファイルは base で別のファイルを指定し、変えるキーだけを書くこともできます（config/degraded.yaml がその例です）。

センサーの劣化¶

config/degraded.yaml でのナビゲーション：LiDAR は人をすり抜け、光線の 5 分の 1 が欠ける

既定ではセンサーはほぼ理想的です。config/robot.yaml の degradation でセンサーを悪くして、SLAM・AMCL・Nav2 がどこまで耐えるかを試せます。既定ではすべて無効で、値は試験用のつまみであり、実機の測定値ではありません。

センサー	キー	効果
LiDAR	`invisible`、`dark`、`dark_range`	透過するプリム（ガラス）、近くでしか見えないプリム（黒い面）のパスのパターン
	`dropout`、`noise_per_m`	何も返さないレイ、距離に比例して増えるノイズ
オドメトリ	`slip_areas`	オドメトリ（fused とホイール）が動きの `1 + slip` 倍を読む床の長方形
	`distance_scale_error`、`turn_scale_error`	全域のスケール誤差
カメラ	`noise`、`exposure_jitter`、`exposure_time`	画素ノイズ、ゆらぐ露出、旋回中の水平ブレ（前後の RGB）
IMU	`gyro_bias(_walk)`、`accel_bias(_walk)`	起動時に決まり、その後ゆらぐバイアス。ジャイロ z のバイアスは姿勢も回す

LiDAR は衝突形状を見るので、invisible と dark は材質ではなくプリムを指定します（["/World/Room/Glass*"]）。オドメトリのランダムなドリフトを増やすには odometry.fused_noise_* を大きくします。config/degraded.yaml はほとんどを有効にします:

scripts/run_sim.sh --config config/degraded.yaml --person 0.0 1.0 0.0
python3 /tests/ros_degradation_check.py   # ROS 2 コンテナで: それぞれの効果が出ているか

Isaac Sim のシーン¶

Isaac Sim のシーンは NVIDIA のアセットサーバーから読み込み、初回以降はローカルのキャッシュを使います。シーンごとに床の空いた場所に既定のスポーン位置があり、--x、--y、--yaw を省略するとそこに置きます（room、empty、USD のパスでは 0）。SLAM の map 座標系の原点はスポーン位置です。

`--world`	スポーン (x, y, yaw)	初回読み込み	起動（キャッシュ後）	実時間比（カメラあり / `--no-cameras`）
`office`	0, 0, 1.5708（ロビー、北向き）	数分	22 秒	1.2 / 1.9
`hospital`	0, 0, 0（病棟の南のロビー）	7 分	21 秒	1.3 / 2.0
`warehouse`	−13, 11, 1.5708（ラックの間の通路）	—	40 秒	1.2 / 1.9
`simple_room`	−2.5, 0, 0（テーブルの横）	数秒	15 秒	1.4 / 2.0
`kitchen_l_shape`	0.1, −0.4, 1.5708（部屋の中央、北のカウンター向き）	1 分	23 秒	1.0 / 1.6
`kitchen_u_shape`	0, −0.3, 1.5708（U 字の内側、奥向き）	1 分	26 秒	1.0 / 1.6
`kitchen_g_shape`	−1.2, 0.7, 0（ペニンシュラの北）	1.5 分	27 秒	1.0 / 1.6
`kitchen_l_island`	1.4, −1.1, 1.5708（アイランドの南東）	1 分	24 秒	1.0 / 1.5
`kitchen_peninsula`	−1.9, 0.5, 0（ペニンシュラの西）	1 分	26 秒	1.0 / 1.6

初回読み込みでは Isaac Sim のアセットサーバーからシーンを取得します。起動時間は、アセットがキャッシュされた状態で起動してから [kachaka] running が出るまでです。実時間比はシミュレーション時間 / 実時間で、--realtime 0、ロボット静止、RTX 2080 Ti での値です。デフォルトの --realtime 1 では 1 で頭打ちになります。

tests/ros_nav_check.py --world <名前> で、各シーンのルートを SLAM と Nav2 で走らせて確認できます。シーンの注意点:

低い家具・細い家具。 LiDAR は床から 10.5 cm の 1 平面だけを測り、Nav2 はそこに見えるものしか知りません。 simple_room のテーブルの脚（高さ 5 cm の板）、hospital の椅子の脚、office の机の脚は小さな点になるか、まったく映りません。こうした家具は避けるルートにしてください。
LiDAR の到達距離より長い空間。 10 m 以内で反射のない光線は地図に残らないため、長い廊下やホールの中央は未知領域になります。 NavFn は 8 m ほどの未知領域を越える経路を作れません。遠いゴールはテストのルートのように経由点を挟んでください。
ドアの段差。 office の y = 12 と y = 24 の出入口には 4〜5 mm の段差があります。ロボットは 6 mm 程度までの段差を越えられます。車体は剛体なので、前側が乗り上げるときの傾きの上限を後輪キャスターと床の 6 mm のすき間が決めます（車体の箱と床のすき間は 8 mm）。 Preferred Robotics は段差の上限を公表しておらず、段差のない床を推奨しています。
office のガラス扉は開いた状態で、枠には当たり判定があります。
warehouse のラックは LiDAR の高さでは脚しか映らないため、コストマップ上は壁ではなく柱の列になり、 Nav2 が棚の下の脚の間を通ろうとすることがあります。テストは 1 本の通路（x = −13）の中だけを走ります。ラックの北のホール（y > 25）は通路から LiDAR が届かず、近づくまで地図に載りません。
キッチン（kitchen_*、Isaac Sim の replicator キッチン）は 4.7〜5.9 × 4.2〜5.2 m の閉じた部屋で、壁沿いにキャビネット・冷蔵庫・コンロがあり、アイランドやペニンシュラのあるものもあります。LiDAR の平面はキャビネットの台輪のすぐ上、厚さ 18 mm の底板（10〜11.8 cm）に当たるので、カウンターは壁として映ります。扉・引き出し・家電はジョイント付きの剛体ですが、シミュレータが kinematic にするので、ロボットがぶつかっても開いたり動いたりしません（動くままだと kitchen_l_island の冷蔵庫だけで実時間の 3 分の 1 まで遅くなります）。シーン自身の physics scene は無効にします。

kitchen_l_shape: tests/ros_nav_check.py が SLAM と Nav2 で部屋を一周する

地図からワールドを作る¶

エレベーターのレイアウトの 1 階の地図から作ったワールドで、同じ地図の Nav2 が走る

--world map:<パス> は占有格子地図から壁を作ります。実際の現場をすばやく再現したいときに使います。読める地図は、Nav2 の地図（map_saver_cli の yaml。解像度・原点・しきい値もそのまま使います）、カチャカの PNG 書き出し、その他の画像（暗い所が障害物、明るい所が空き。--map-resolution で 1 ピクセルあたりの m を指定。原点は左下の角）です。

scripts/run_sim.sh --world map:maps/site.yaml
scripts/run_sim.sh --world map:floor_plan.png --map-resolution 0.05 --x 2 --y 3
ros2 launch kachaka_sim_bringup navigation.launch.py map:=/maps/site.yaml

障害物のセルは高さ map_world.wall_height（1 m。--map-wall-height で変更）の壁になります。セルはできるだけ少ない箱にまとめ、1 つのメッシュとして作ります。空きと未知のセルは床です。
ワールド座標系は地図の座標系と同じです。地図の原点にスポーンすれば（既定）、同じ地図の navigation.launch.py がすぐに自己位置を合わせ、地図上でクリックしたゴールがそのままワールドの位置になります。別の位置に置くときは --x/--y/--yaw を地図の座標で指定します。スポーン位置が壁の上なら警告を出します。
充電器は yaml の charger_pose（make_maps.py やシミュレータの地図書き出しが書く値）に置きます。 --charger か --no-charger を指定すればそちらが優先です。
すべての障害物が壁と同じ高さになります。地図には机や棚、段差の情報がないためです。箱やドア、人はレイアウトファイルで足してください。

tests/ros_map_world_check.py は地図から作ったワールドを確かめます。AMCL の位置が真値と合うこと、LiDAR の点が地図の壁に乗ること、充電器が charger_pose にあること、Nav2 がゴールまで何にも触れずに着くことです（smoke_test.sh --nav がエレベータのレイアウトの 1 階の地図で実行します）。