YAML: sceneclassSceneConfig

场景配置

以声明式方式描述仿真世界的组成：地基、机器人、物体、传感器和光源。SceneManager 在运行时负责实例化并将实体注入仿真器。

源码fastsim/configs/scene_cfg.py

顶层字段 BaseConfig：地基与环境 (base_config)ObjectConfig：场景物体 (object_cfg_dict)RobotConfig：机器人 (robot_cfg_dict)SensorConfig：传感器 (sensor_cfg_dict)LightConfig：光源 (light_cfg_dict)配置示例

顶层字段8

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`name`	string	可选	—	场景名称
`position`	list[3]	可选	`[0.0, 0.0, 0.0]`	场景基准位置 [x, y, z]（米）
`rotation`	list[4]	可选	`[1.0, 0.0, 0.0, 0.0]`	场景基准旋转，四元数 [w, x, y, z] ⚠须为单位四元数（归一化），即 w²+x²+y²+z²=1
`base_config`	BaseConfig	可选	—	地基 / 环境配置，通过 stereotype 指定类型
`robot_cfg_dict`	dict[str, RobotConfig]	可选	`{}`	机器人配置字典，key 为实例名（运行时通过 SceneManager.get_robot(name) 访问）
`object_cfg_dict`	dict[str, ObjectConfig]	可选	`{}`	场景物体配置字典，key 为实例名
`sensor_cfg_dict`	dict[str, SensorConfig]	可选	`{}`	传感器配置字典，key 为实例名
`light_cfg_dict`	dict[str, LightConfig]	可选	`{}`	光源配置字典，key 为实例名

BaseConfig：地基与环境 (base_config)

每个场景只有一个 Base，定义物理地面或加载完整环境 USD。通过 stereotype 决定具体子类。

classGroundPlaneBaseConfigstereotypeground_planeextendsBaseConfig, SpawnableConfigfastsim/unisim/bases/models/ground_plane_base.py

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`ground_plane_size`	list[2]	可选	`[10.0, 10.0]`	地面视觉尺寸 [x, y]（米），物理上无限延伸 ⚠每个值须 > 0

继承自SpawnableConfig5

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`stereotype`	string	必填	—	"ground_plane"
`name`	string	必填	—	实体名称 ⚠1-100 字符，不可含 / 或 \
`prim_path`	string	可选	—	USD prim 路径 ⚠须以 / 开头
`position`	list[3]	可选	`[0.0, 0.0, 0.0]`	位置 [x, y, z]（米）
`rotation`	list[4]	可选	`[1.0, 0.0, 0.0, 0.0]`	旋转（四元数 [w, x, y, z]）

classUsdBaseConfigstereotypeusdextendsBaseConfig, SpawnableConfigfastsim/unisim/bases/models/usd_base.py

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`asset_path`	string	必填	—	环境 USD 文件路径（支持 root_key:// 协议）
`source`	string	必填	`local`	资产来源 ⚠local / remote

继承自SpawnableConfig5

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`stereotype`	string	必填	—	"usd"
`name`	string	必填	—	实体名称
`prim_path`	string	可选	—	USD prim 路径
`position`	list[3]	可选	`[0.0, 0.0, 0.0]`	位置 [x, y, z]
`rotation`	list[4]	可选	`[1.0, 0.0, 0.0, 0.0]`	旋转（四元数）

classEmptyBaseConfigstereotypeemptyextendsBaseConfig, SpawnableConfigfastsim/unisim/bases/models/empty_base.py

继承自SpawnableConfig4

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`stereotype`	string	必填	—	"empty"，适合完全自定义物理场景
`name`	string	必填	—	实体名称
`position`	list[3]	可选	`[0.0, 0.0, 0.0]`	位置
`rotation`	list[4]	可选	`[1.0, 0.0, 0.0, 0.0]`	旋转

ObjectConfig：场景物体 (object_cfg_dict)

classRigidObjectConfigstereotyperigidextendsObjectConfig, SpawnableConfigfastsim/unisim/objects/models/rigid_object.py

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`mass`	float	必填	`1.0`	物体质量（kg）
`density`	float	必填	`1000`	物体密度（kg/m³）
`disable_gravity`	bool	必填	`false`	是否禁用重力
`kinematic_enabled`	bool	可选	`false`	是否启用运动学模式（不受力学影响）
`disable_rigid_body`	bool	可选	`false`	是否禁用刚体属性
`enable_collision`	bool	必填	`true`	是否启用碰撞
`primitive_type`	enum	可选	—	几何体类型（不使用 USD 时） ⚠box / sphere / cylinder / cone / disk
`primitive_radius`	float	可选	—	几何体半径（sphere / cylinder / cone / disk）
`primitive_size`	list[3]	可选	—	几何体尺寸 [x, y, z]（box）
`primitive_height`	float	可选	—	几何体高度（cylinder / cone）

继承自ObjectConfig4

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`source`	string	必填	`primitive`	资产来源 ⚠local / remote / primitive
`asset_path`	string	可选	—	USD 资产路径（source 为 local/remote 时必填）
`scale`	list[3]	可选	`[1, 1, 1]`	缩放比例 [x, y, z]
`axis_y_up`	bool	可选	`false`	资产是否为 Y 轴朝上

继承自SpawnableConfig5

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`stereotype`	string	必填	—	"rigid"
`name`	string	必填	—	实体名称
`prim_path`	string	可选	—	USD prim 路径
`position`	list[3]	可选	`[0.0, 0.0, 0.0]`	位置 [x, y, z]
`rotation`	list[4]	可选	`[1.0, 0.0, 0.0, 0.0]`	旋转（四元数）

classArticulatedObjectConfigstereotypearticulatedextendsObjectConfig, ArticulationConfig, SpawnableConfigfastsim/unisim/objects/models/articulated_object.py

继承自ArticulationConfig3

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`actuator_cfg_dict`	dict[str, ActuatorConfig]	必填	`{}`	执行器配置字典（关节驱动组）
`init_joint_position`	dict[str, float]	可选	`{}`	初始关节位置
`init_joint_velocity`	dict[str, float]	可选	`{}`	初始关节速度

继承自ObjectConfig3

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`source`	string	必填	`local`	资产来源 ⚠local / remote
`asset_path`	string	必填	—	USD 资产路径
`scale`	list[3]	可选	`[1, 1, 1]`	缩放比例

继承自SpawnableConfig4

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`stereotype`	string	必填	—	"articulated"
`name`	string	必填	—	实体名称
`position`	list[3]	可选	`[0.0, 0.0, 0.0]`	位置
`rotation`	list[4]	可选	`[1.0, 0.0, 0.0, 0.0]`	旋转

classSoftObjectConfigstereotypesoftextendsObjectConfig, SpawnableConfigfastsim/unisim/objects/models/soft_object.py

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`mass`	float	必填	`0.1`	物体总质量（kg）
`density`	float	必填	`1000`	物体密度（kg/m³）
`youngs_modulus`	float	可选	`10000`	杨氏模量（Pa），控制体积柔性体的刚度
`poissons_ratio`	float	可选	`0.3`	泊松比，控制横向与纵向变形的比例 ⚠须在 [0, 0.5) 范围内
`damping`	float	可选	`0.01`	全局阻尼系数
`dynamic_friction`	float	可选	`0.5`	动摩擦系数
`static_friction`	float	可选	`0.5`	静摩擦系数
`stretch_stiffness`	float	可选	`10000`	拉伸刚度（N/m），仅布料类型生效
`shear_stiffness`	float	可选	`1000`	剪切刚度（N/m），仅布料类型生效
`bending_stiffness`	float	可选	`10.0`	弯曲刚度（N·m），仅布料类型生效
`pressure`	float	可选	`0.0`	内部压力（Pa），用于充气柔性体，0 表示禁用
`soft_body_type`	enum	可选	`volumetric`	柔性体类型，提示仿真器使用何种模型 ⚠cloth / volumetric / inflatable
`simulation_hex_mesh`	bool	可选	`false`	是否使用六面体网格进行体积 FEM（默认四面体）
`particle_contact_offset`	float	可选	`0.02`	粒子接触检测半径（米）
`solver_position_iterations`	int	可选	`16`	每步位置投影迭代次数 ⚠>= 1
`enable_collision`	bool	必填	`true`	是否启用碰撞
`self_collision`	bool	可选	`false`	是否启用自碰撞
`disable_gravity`	bool	可选	`false`	是否禁用重力

继承自ObjectConfig4

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`source`	string	必填	`primitive`	资产来源 ⚠local / remote / primitive
`asset_path`	string	可选	—	USD 资产路径
`scale`	list[3]	可选	`[1, 1, 1]`	缩放比例
`axis_y_up`	bool	可选	`false`	资产是否 Y 轴朝上

继承自SpawnableConfig5

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`stereotype`	string	必填	—	"soft"
`name`	string	必填	—	实体名称
`prim_path`	string	可选	—	USD prim 路径
`position`	list[3]	可选	`[0.0, 0.0, 0.0]`	位置
`rotation`	list[4]	可选	`[1.0, 0.0, 0.0, 0.0]`	旋转

RobotConfig：机器人 (robot_cfg_dict)

PlannerConfig 为嵌套配置，由用户自定义规划器扩展；机器人基础字段在 RobotConfig 中定义，具体子类通过 stereotype 选择。

classGeneralRobotConfigstereotypegeneral_robotextendsRobotConfig, ArticulationConfig, SpawnableConfigfastsim/unisim/robots/models/general_robot.py

继承自RobotConfig4

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`ee_link_name`	string	可选	—	末端执行器 link 名称
`ik_joint_names`	list[str]	可选	—	参与 IK 计算的关节名称子集（不设则使用全部可动关节）
`use_planner`	bool	可选	`false`	是否挂载运动规划器（如 Curobo）
`planner_cfg`	PlannerConfig	可选	—	规划器详细配置，use_planner 为 true 时生效

继承自ArticulationConfig6

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`asset_path`	string	必填	—	机器人 USD 资产路径
`source`	string	必填	`local`	资产来源 ⚠local / remote
`actuator_cfg_dict`	dict[str, ActuatorConfig]	必填	`{}`	执行器配置字典（关节驱动组）
`init_joint_position`	dict[str, float]	可选	`{}`	初始关节位置
`init_joint_velocity`	dict[str, float]	可选	`{}`	初始关节速度
`scale`	list[3]	可选	`[1, 1, 1]`	缩放比例

继承自SpawnableConfig4

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`stereotype`	string	必填	—	"general_robot"
`name`	string	必填	—	实体名称
`position`	list[3]	可选	`[0.0, 0.0, 0.0]`	位置
`rotation`	list[4]	可选	`[1.0, 0.0, 0.0, 0.0]`	旋转

classSingleGripperArmRobotConfigstereotypesingle_gripper_arm_robotextendsRobotConfig, ArticulationConfig, SpawnableConfigfastsim/unisim/robots/models/single_gripper_arm_robot.py

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`arm_actuator_name`	string	必填	—	机械臂 actuator group 名称（须与 USD 中定义一致）
`gripper_actuator_name`	string	必填	—	夹爪 actuator group 名称

继承自RobotConfig4

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`ee_link_name`	string	可选	—	末端执行器 link 名称
`ik_joint_names`	list[str]	可选	—	IK 关节名称子集
`use_planner`	bool	可选	`false`	是否挂载运动规划器
`planner_cfg`	PlannerConfig	可选	—	规划器配置

继承自ArticulationConfig6

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`asset_path`	string	必填	—	机器人 USD 资产路径
`source`	string	必填	`local`	资产来源
`actuator_cfg_dict`	dict[str, ActuatorConfig]	必填	`{}`	执行器配置字典
`init_joint_position`	dict[str, float]	可选	`{}`	初始关节位置
`init_joint_velocity`	dict[str, float]	可选	`{}`	初始关节速度
`scale`	list[3]	可选	`[1, 1, 1]`	缩放

继承自SpawnableConfig4

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`stereotype`	string	必填	—	"single_gripper_arm_robot"
`name`	string	必填	—	实体名称
`position`	list[3]	可选	`[0.0, 0.0, 0.0]`	位置
`rotation`	list[4]	可选	`[1.0, 0.0, 0.0, 0.0]`	旋转

classPlannerConfigfastsim/configs/scene_cfg.py

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`stereotype`	string	必填	—	规划器类型（由所接入的规划器插件定义）
`extra_parameters`	dict	可选	`{}`	规划器插件的扩展参数，由具体实现解释

SensorConfig：传感器 (sensor_cfg_dict)

classCameraConfigstereotypecameraextendsSensorConfig, SpawnableConfigfastsim/unisim/sensors/models/camera.py

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`width`	int	必填	—	图像宽度（像素）
`height`	int	必填	—	图像高度（像素）
`data_types`	list[str]	必填	—	采集数据类型列表 ⚠rgb / depth / semantic_segmentation / instance_segmentation / normals
`clip_range`	list[2]	可选	—	深度裁剪范围 [near, far]（米）
`attach_to`	AttachToConfig	可选	—	挂载配置（挂到某实体或 link 上）
`look_at`	LookAtConfig	可选	—	朝向配置（朝向目标实体或坐标）
`convention`	enum	可选	`world`	坐标系约定 ⚠world / opengl / ros

继承自SpawnableConfig5

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`stereotype`	string	必填	—	"camera"
`name`	string	必填	—	传感器名称
`prim_path`	string	可选	—	USD prim 路径
`position`	list[3]	可选	`[0.0, 0.0, 0.0]`	位置 [x, y, z]
`rotation`	list[4]	可选	`[1.0, 0.0, 0.0, 0.0]`	旋转（四元数）

LightConfig：光源 (light_cfg_dict)

classGeneralLightConfigstereotypegeneral_lightextendsLightConfig, SpawnableConfigfastsim/unisim/lights/models/general_light.py

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`light_type`	enum	必填	—	光源类型 ⚠distant（平行光）/ sphere（点光源）/ disk（面光源）
`intensity`	float	可选	`1.0`	光照强度 ⚠>= 0
`exposure`	float	可选	`0.0`	曝光值
`color`	list[3]	可选	`[1.0, 1.0, 1.0]`	颜色 [r, g, b]，值域 0–1
`visible`	bool	可选	`true`	光源自身网格是否在渲染中可见
`enable_color_temperature`	bool	可选	`false`	是否启用色温（启用后 color 字段被覆盖）
`color_temperature`	float	可选	`6500`	色温（开尔文 K）
`normalize`	bool	可选	`false`	是否对光照强度做归一化
`radius`	float	可选	—	光源半径（sphere 类型） ⚠> 0
`angle`	float	可选	—	光源角度（distant 类型）
`texture_file`	string	可选	—	纹理贴图文件路径

继承自SpawnableConfig4

字段	类型	必填	默认值	说明 / 约束
`stereotype`	string	必填	—	"general_light"
`name`	string	必填	—	光源名称
`position`	list[3]	可选	`[0.0, 0.0, 0.0]`	位置
`rotation`	list[4]	可选	`[1.0, 0.0, 0.0, 0.0]`	旋转

配置示例

scene:
  name: pick_and_place_scene
  position: [0.0, 0.0, 0.0]
  rotation: [1.0, 0.0, 0.0, 0.0]

  base_config:
    stereotype: ground_plane
    ground_plane_size: [10.0, 10.0]

  robot_cfg_dict:
    arm:
      stereotype: single_gripper_arm_robot
      asset_path: assets://robots/ur5_with_gripper.usd
      ee_link_name: tool0
      use_planner: true
      arm_actuator_name: arm
      gripper_actuator_name: gripper

  object_cfg_dict:
    cube:
      stereotype: rigid
      asset_path: assets://objects/cube_red.usd
      mass: 0.2
      enable_gravity: true
    cloth:
      stereotype: soft
      asset_path: assets://objects/cloth.usd
      soft_body_type: cloth
      mass: 0.05
      stretch_stiffness: 8000
      bending_stiffness: 5.0

  sensor_cfg_dict:
    wrist_cam:
      stereotype: camera
      width: 640
      height: 480
      data_types: [rgb, depth]
      attach_to: arm
      convention: ros

  light_cfg_dict:
    main_light:
      stereotype: general_light
      light_type: distant
      intensity: 3000
      color: [1.0, 1.0, 1.0]

← 上一个simulation下一个 →task