Pegasus Simulator

Simulation multirotor photoréaliste sur NVIDIA Isaac Sim avec PX4 dans la boucle

Licence

BSD-3-Clause

Aperçu

Pegasus Simulator est un framework construit au-dessus de NVIDIA Isaac Sim / Omniverse pour simuler des véhicules multirotors avec un rendu photoréaliste et une physique précise. Développé à l'ISR-Lisbonne (Instituto Superior Técnico), il fournit d'emblée une intégration PX4 software-in-the-loop — un drone simulé vole avec la vraie pile autopilote et QGroundControl — plus une API Python pour contrôleurs personnalisés, capteurs et expériences de type RL.

Pegasus enveloppe la physique PhysX et le rendu RTX d'Isaac Sim dans une API taillée pour la robotique aérienne : les véhicules sont définis par des modèles de rotors (courbes de poussée, traînée, moments de roulis), des suites de capteurs (IMU, GPS, baromètre, magnétomètre, caméra) et des backends de communication. Le backend phare est PX4 SITL — Pegasus lance et connecte le véritable autopilote PX4 pour chaque véhicule, si bien que le micrologiciel (firmware) de contrôle, l'estimation EKF2 et les flux de mission QGroundControl se comportent exactement comme sur le matériel, comblant le classique fossé sim-réel au niveau de l'autopilote. Un backend de contrôle en pur Python prend en charge les contrôleurs personnalisés et les expériences d'apprentissage sans PX4, et des interfaces ROS 2 exposent le graphe de simulation. Les scénarios multi-véhicules, les environnements photoréalistes basés sur USD et les utilitaires de personnes/obstacles mobiles complètent l'offre de recherche. Publié comme framework ouvert avec un article d'accompagnement, il est devenu le choix standard pour les laboratoires qui veulent un rendu de classe Isaac pour l'autonomie aérienne, là où l'arrêt d'AirSim a laissé un vide.

Pourquoi c'est important

Pegasus occupe la place laissée par AirSim pour la recherche aérienne sérieuse : une simulation photoréaliste accélérée par GPU avec le VRAI autopilote PX4 dans la boucle — la combinaison dont les laboratoires de drones ont besoin pour l'autonomie riche en perception et le travail sim-réel sur du matériel moderne.

Le problème résolu

La recherche en autonomie aérienne exige des capteurs photoréalistes ET un comportement de vol fidèle du véhicule. Les simulateurs à moteur de jeu manquent de fidélité autopilote ; les simulateurs de dynamique du vol manquent de rendu. Pegasus fait tourner PX4 lui-même face à la physique d'Isaac Sim et au rendu RTX, offrant les deux à la fois.

Points clés

• Construit sur NVIDIA Isaac Sim : physique PhysX plus rendu photoréaliste RTX
• PX4 software-in-the-loop par véhicule — véritable autopilote, EKF2 et flux QGroundControl
• API Python pour rotors, capteurs, contrôleurs personnalisés et scénarios multi-véhicules
• Interfaces ROS 2 et environnements basés sur USD pour la recherche en perception
• Issu de l'ISR-Lisbonne avec une publication ouverte d'accompagnement

Pour qui

• Chercheurs en robotique aérienne
• Développeurs PX4 testant l'autonomie en simulation
• Ingénieurs perception ayant besoin d'imagerie de drone photoréaliste
• Praticiens du RL pour le contrôle aérien

Limites

• Requiert un GPU NVIDIA de classe RTX et la lourde installation d'Isaac Sim
• Centré multirotor — pas de modèles de véhicules à aile fixe ou VTOL dans le cœur
• Suit les versions d'Isaac Sim, donc l'épinglage des versions compte