cybergalactic/PythonVehicleSimulator

The Python Vehicle Simulator is software that supplements the textbook "Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motio

Python Vehicle Simulator 是一个面向海洋工程与自主水下航行器研究的开源仿真平台，由挪威科技大学海洋控制实验室开发。该项目以 Python 语言重写了经典的 Matlab MSS（Marine Systems Simulator）工具箱，为研究人员和工程师提供了一套完整的海洋运载器建模、制导、导航与控制仿真环境。核心功能包括实时仿真主程序、三维动画可视化、以及涵盖 AUV、USV、船舶等多种载具的模块化对象模型。技术栈以 Python 为基础，依赖 NumPy 进行数值计算，Matplotlib 实现数据可视化与动画输出，并通过 pytest 保证代码可靠性。项目解决了传统海洋仿真工具依赖商业软件、代码可扩展性差的问题，让用户能够直接在 Python 生态中快速验证控制算法。其适用场景非常广泛：可用于水下机器人（如 REMUS 100 AUV、深潜救生艇 DSRV）的路径跟踪与姿态控制研究，水面无人艇（如 Otter USV）的自主导航算法开发，以及大型船舶（如油轮、半潜平台）的操纵性与动力定位系统设计。每个载具都封装为独立的 Python 类，内置了制导律、反馈控制器和通用导航函数，用户只需修改 main.py 中的参数即可切换不同船型或调整海况条件。特别值得一提的是，项目支持“可编辑安装模式”，允许开发者直接修改源代码并即时生效，非常适合教学演示和算法迭代。配套的 Fossen 专著提供了完整的数学模型理论支撑，使得这个仿真器既适合高校海洋工程课程实验，也能作为工业级控制系统开发的快速原型工具。