Pegasus Simulator

在 NVIDIA Isaac Sim 上進行擬真多旋翼無人機模擬，並讓 PX4 在環

授權條款

BSD-3-Clause

概述

Pegasus Simulator 是建構在 NVIDIA Isaac Sim / Omniverse 之上的框架，用於以擬真渲染與精確物理模擬多旋翼載具。它由 ISR-Lisbon（Instituto Superior Técnico）開發，開箱即提供 PX4 軟體在環整合，讓模擬的無人機搭配真正的自動駕駛儀堆疊與 QGroundControl 飛行，另提供 Python API，用於自訂控制器、感測器與強化學習類型的實驗。

Pegasus 把 Isaac Sim 的 PhysX 物理與 RTX 渲染包裝成以空中機器人為導向的 API：載具由旋翼模型（推力曲線、阻力、滾轉力矩）、感測器組（慣性量測單元（IMU）、GPS、氣壓計、磁力計、相機）與通訊後端來定義。主力後端是 PX4 SITL：Pegasus 會為每架載具啟動並連接真正的 PX4 自動駕駛儀，因此控制韌體、EKF2 估測與 QGroundControl 任務流程的行為與在硬體上完全相同，在自動駕駛儀層級補上傳統的模擬到現實（sim-to-real）落差。純 Python 的控制後端支援不經 PX4 的自訂控制器與學習實驗，ROS 2 介面則公開模擬圖。多載具情境、以 USD 為基礎的擬真環境，以及人物與移動障礙物工具，讓研究功能更加完整。它以開放框架形式發表並附有論文，已成為實驗室的標準選擇：在 AirSim 停止開發留下空缺之後，想在空中自主研究中使用 Isaac 等級渲染的實驗室都選用它。

為何重要

Pegasus 填補了 AirSim 為嚴肅空中研究留下的位置：GPU 加速的擬真模擬，並讓「真正的」PX4 自動駕駛儀在環。這正是無人機實驗室在現代硬體上進行重度依賴感知的自主研究與模擬到現實（sim-to-real）工作所需要的組合。

解決的問題

空中自主研究既需要擬真的感測器，「也」需要飛行精確的載具行為。遊戲引擎模擬器缺乏自動駕駛儀的逼真度；飛行動力學模擬器則缺乏渲染能力。Pegasus 讓 PX4 本身搭配 Isaac Sim 的物理與 RTX 渲染執行，兩者兼得。

重點

• 建構於 NVIDIA Isaac Sim：PhysX 物理加上 RTX 擬真渲染
• 每架載具都有 PX4 軟體在環：真正的自動駕駛儀、EKF2 與 QGroundControl 流程
• Python API 可自訂旋翼、感測器、控制器與多載具情境
• ROS 2 介面與以 USD 為基礎的環境，適用於感知研究
• 來自 ISR-Lisbon，並附有公開發表的論文

適用對象

• 空中機器人研究人員
• 在模擬中測試自主功能的 PX4 開發者
• 需要擬真無人機影像的感知工程師
• 從事空中控制的強化學習實務工作者

限制

• 需要 RTX 等級的 NVIDIA GPU 與龐大的 Isaac Sim 安裝
• 專注於多旋翼：核心中沒有定翼機或 VTOL 載具模型
• 跟隨 Isaac Sim 的版本發布，因此鎖定版本很重要