Pegasus Simulator

PX4-in-the-loop을 갖춘 NVIDIA Isaac Sim 기반 포토리얼리스틱 멀티로터 시뮬레이션

라이선스

BSD-3-Clause

개요

Pegasus Simulator는 NVIDIA Isaac Sim / Omniverse 위에 구축된, 포토리얼리스틱 렌더링과 정확한 물리로 멀티로터 기체를 시뮬레이션하는 프레임워크입니다. ISR-Lisbon(Instituto Superior Técnico)에서 개발되었으며 PX4 software-in-the-loop 통합을 기본 제공합니다 — 시뮬레이션된 드론이 실제 오토파일럿 스택과 QGroundControl로 비행합니다 — 여기에 커스텀 컨트롤러, 센서, RL 스타일 실험을 위한 Python API를 더했습니다.

Pegasus는 Isaac Sim의 PhysX 물리와 RTX 렌더링을 항공 로보틱스에 맞는 API로 감쌉니다: 기체는 로터 모델(추력 곡선, 항력, 롤링 모멘트), 센서 스위트(IMU, GPS, 기압계, 지자기계, 카메라), 통신 백엔드로 정의됩니다. 대표 백엔드는 PX4 SITL입니다 — Pegasus가 기체마다 실제 PX4 오토파일럿을 실행하고 연결하므로 제어 펌웨어, EKF2 추정, QGroundControl 미션 플로우가 하드웨어에서와 정확히 동일하게 동작하여 오토파일럿 수준에서 고전적인 sim-to-real 간극을 좁힙니다. 순수 Python 제어 백엔드는 PX4 없이 커스텀 컨트롤러와 학습 실험을 지원하며, ROS 2 인터페이스가 시뮬레이션 그래프를 노출합니다. 멀티 기체 시나리오, USD 기반 포토리얼리스틱 환경, 사람/이동 장애물 유틸리티가 연구 기능 세트를 완성합니다. 동반 논문과 함께 오픈 프레임워크로 발표된 Pegasus는 AirSim 중단이 남긴 공백 속에서 항공 자율성 작업에 Isaac급 렌더링을 원하는 연구실의 표준 선택지가 되었습니다.

중요한 이유

Pegasus는 진지한 항공 연구를 위해 AirSim이 떠난 자리를 차지합니다: 실제 PX4 오토파일럿이 루프에 들어간 포토리얼리스틱 GPU 가속 시뮬레이션 — 인식 중심 자율성과 최신 하드웨어에서의 sim-to-real 작업에 드론 연구실이 필요로 하는 바로 그 조합입니다.

해결하는 문제

항공 자율성 연구에는 포토리얼리스틱 센서와 비행 정확도의 기체 거동이 모두 필요합니다. 게임 엔진 시뮬레이터는 오토파일럿 충실도가 부족하고, 비행 역학 시뮬레이터는 렌더링이 부족합니다. Pegasus는 Isaac Sim 물리와 RTX 렌더링에 맞서 PX4 자체를 실행하여 둘을 동시에 제공합니다.

핵심 요점

• NVIDIA Isaac Sim 기반: PhysX 물리와 RTX 포토리얼리스틱 렌더링
• 기체별 PX4 software-in-the-loop — 실제 오토파일럿, EKF2, QGroundControl 플로우
• 커스텀 로터, 센서, 컨트롤러, 멀티 기체 시나리오를 위한 Python API
• 인식 연구를 위한 ROS 2 인터페이스와 USD 기반 환경
• ISR-Lisbon 개발, 오픈 논문 동반 공개

대상

• 항공 로보틱스 연구자
• 시뮬레이션에서 자율성을 테스트하는 PX4 개발자
• 포토리얼리스틱 드론 이미지가 필요한 인식 엔지니어
• 항공 제어를 위한 RL 실무자

한계

• RTX급 NVIDIA GPU와 무거운 Isaac Sim 설치 필요
• 멀티로터 중심 — 코어에 고정익이나 VTOL 기체 모델 없음
• Isaac Sim 릴리스를 따라가므로 버전 고정이 중요