LAESim 核心特色#

LAESim 的目标不是重新维护一份 AirSim 通用文档，而是在 AirSim 的仿真、传感器和 API 基础上，提供空天地海混合载具、图片地图与可选通信网络仿真。

空天地海混合载具#

原版 AirSim 常用的 SimMode 会在 Multirotor、Car 等模式之间选择，同一个模式主要承载同类载具。LAESim 新增 AirGround 模式，使无人机、汽车、船和卫星能够在同一个 UE 场景中同时运行。

载具	VehicleType	默认 RPC 端口	控制接口
无人机	SimpleFlight	41471	Python API、ROS 速度/起降接口
汽车	PhysXCar	41461	Python API、ROS car_cmd
船	SimpleBoat / PhysXBoat	41481	Python API、ROS 船控制与状态接口
卫星	SimpleSatellite	41491	Python API、ROS 三维速度与状态接口
通用/CV	不限定	41451	相机和通用仿真接口

不同类型载具可以共享以下能力：

• 相机、IMU、GPS 和 Lidar
• 载具位姿与碰撞状态
• 多实例命名和独立初始位置
• Windows Python API
• WSL2 中的 ROS Noetic topic/service

下面是一份经过验证的混合配置结构：

{
  "SettingsVersion": 1.2,
  "SimMode": "AirGround",
  "ApiServerPortCV": 41451,
  "ApiServerPortCar": 41461,
  "ApiServerPortMultirotor": 41471,
  "ApiServerPortBoat": 41481,
  "ApiServerPortSatellite": 41491,
  "Vehicles": {
    "UAV": { "VehicleType": "SimpleFlight" },
    "Car": { "VehicleType": "PhysXCar" },
    "Boat": { "VehicleType": "SimpleBoat" },
    "Satellite": { "VehicleType": "SimpleSatellite" }
  }
}

Boat 载具链路#

LAESim 增加了 AirSim 原版没有提供的 Boat 类型、Pawn、状态结构、Python API、ROS topic、控制示例和默认 052B 船模型。

当前 Boat 使用简化的平面三自由度模型：

• u：船体纵向速度
• v：横向漂移速度
• r：艏向角速度

该模型保留转向惯性和横向漂移，适合验证 USV/舰船编队、任务规划、传感器和协同通信。它不是水动力仿真，不计算波浪、水流、浮力、横摇或纵摇；场景可以使用蓝色平面表示水域。

Satellite 载具链路#

Satellite 提供独立 Pawn、状态结构、Python API、ROS topic、控制示例和默认模型。当前运动模型是三维空间理想质点，控制量为 NED 速度 vx/vy/vz 与 yaw_rate；停止发送持续移动指令后会静止悬停。该模型适合任务规划、空间协同、感知与通信研究，不模拟轨道摄动、重力或推进器动力学。

SceneMap 图片地图#

SceneMap 可以在启动时或运行时把图片加载为 UE 平面地图，支持：

• 任意长宽比图片、米/像素比例尺和可选碰撞
• NorthUp/NED 像素坐标约定
• GeoReference 经纬度与图片像素配准
• 按像素、地图局部米制坐标或 GPS 设置载具出生位置
• Python API 与 ROS 服务进行加载、卸载、查询和坐标转换

配置模板见仓库中的 settings_scene_map_1uav_1car_1boat.json 和 settings_satellite_map_gps_start.json。

可选 ns-3 自组织网络#

LAESim 将通信后端做成可配置能力：

后端	行为	适用场景
none	消息立即到达，不考虑网络影响	复用原有算法、调试控制与感知
ns3	经过 Wi-Fi ad hoc 和 OLSR/AODV	研究时延、吞吐量、丢包和拓扑变化

AirSim/UE 提供载具位置，ROS 网络桥接器把位置和应用消息交给 ns-3。这样可以研究网络状态对空地海协同算法的影响，同时不改变 UE 的物理和画面生成职责。

当前已经完成：

• none 与 ns3 后端切换
• AirSim odometry 到 ns-3 节点位置更新
• ROS UAV -> Car 消息往返
• 通信范围内正常交付与范围外超时丢包
• OLSR 两节点冒烟测试

完整环境、接口和限制见安装与构建 LAESim 中的 WSL2、ROS 与 ns-3 部分。

继承的 AirSim 能力#

相机类型、通用 API、坐标系、PX4、传感器参数等基础能力继续遵循 AirSim。相关内容直接查阅 AirSim 官方文档，本站只维护 LAESim 的差异和扩展。