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Unity如何开发Android机器人应用？

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  1. 通过 Unity 控制/连接一个物理机器人 (最常见)
  2. 在 Unity 中创建一个虚拟的 3D 机器人
  3. 在 Unity 中开发一个机器人仿真环境

我会分别对这三种情况进行详细的说明,并提供核心的代码示例和开发流程。

Unity如何开发Android机器人应用？-第1张图片-广州国自机器人
（图片来源网络，侵删）

通过 Unity 控制/连接一个物理机器人

这是最实际、最常见的需求，用手机或平板作为机器人的遥控器,或者让机器人自主导航。

核心概念

Unity 应用作为一个客户端，通过某种网络协议与运行在机器人主控板（如 Raspberry Pi, NVIDIA Jetson, 或专有的机器人控制器）上的服务器程序进行通信，服务器程序解析来自 Unity 的指令，并控制机器人的电机、传感器等。

开发流程

  1. 硬件准备:

    • 一个机器人（带轮子、摄像头、传感器等）。
    • 机器人的主控板（如 Raspberry Pi）。
    • 主控板需要连接到 Wi-Fi 网络。

  2. 通信协议选择:

    Unity如何开发Android机器人应用？-第2张图片-广州国自机器人
    （图片来源网络，侵删）
    • TCP/IP (Socket): 可靠、双向通信，适合需要稳定连接和实时反馈的场景（如远程视频、传感器数据回传）,这是最常用的方式。
    • UDP: 速度快，但不保证数据包顺序和送达，适合对实时性要求极高，但偶尔丢包可以接受的控制指令（如游戏手柄式的遥控）。
    • HTTP/REST API: 更高层次的应用，适合与云端服务或机器人上的 Web 服务交互,不太适合高频的实时控制。
    • 蓝牙: 适用于短距离、点对点的控制。

  3. 服务器端开发 (在机器人主控板上，例如使用 Python):

    • 你需要写一个服务器程序来监听来自 Unity 的连接。
    • Python 示例 (使用 socket 库):
    # robot_server.py
import socket
import threading
HOST = '0.0.0.0'  # 监听所有网络接口
PORT = 8080
# 假设我们有一个函数来控制机器人
def move_robot(command):
    print(f"Executing command: {command}")
    # 这里添加控制电机、舵机等的硬件代码
    #  motor_left.set_speed(speed), motor_right.set_speed(speed)
    pass
def handle_client(conn, addr):
    print(f"Connected by {addr}")
    with conn:
        while True:
            data = conn.recv(1024)
            if not data:
                break
            command = data.decode('utf-8')
            print(f"Received from {addr}: {command}")
            move_robot(command)
            # 可以选择回送数据
            # conn.sendall(b"Command received")
print(f"Server listening on {HOST}:{PORT}")
with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s:
    s.bind((HOST, PORT))
    s.listen()
    while True:
        conn, addr = s.accept()
        # 为每个客户端连接创建一个新线程
        thread = threading.Thread(target=handle_client, args=(conn, addr))
        thread.start()

  4. Unity 客户端开发:

    • 创建 UI: 创建用于输入 IP 地址和端口的输入框,以及用于发送指令的按钮。
    • 使用 UnityWebRequest 或 System.Net.Sockets: Unity 2025+ 推荐使用 UnityWebRequest 来处理网络通信，它更稳定、跨平台。

    Unity C# 示例 (使用 UnityWebRequest 发送指令):

    using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
using UnityEngine.Networking;
using System.Collections;
public class RobotController : MonoBehaviour
{
    public InputField ipInputField;
    public InputField portInputField;
    public Button connectButton;
    public Button forwardButton;
    public Button backwardButton;
    public Button leftButton;
    public Button rightButton;
    private string serverIP;
    private int serverPort;
    private bool isConnected = false;
    void Start()
    {
        connectButton.onClick.AddListener(ConnectToServer);
        forwardButton.onClick.AddListener(() => SendCommand("FORWARD"));
        backwardButton.onClick.AddListener(() => SendCommand("BACKWARD"));
        leftButton.onClick.AddListener(() => SendCommand("LEFT"));
        rightButton.onClick.AddListener(() => SendCommand("RIGHT"));
    }
    public void ConnectToServer()
    {
        serverIP = ipInputField.text;
        if (!int.TryParse(portInputField.text, out serverPort))
        {
            Debug.LogError("Invalid port number");
            return;
        }
        StartCoroutine(ConnectCoroutine());
    }
    private IEnumerator ConnectCoroutine()
    {
        string url = $"http://{serverIP}:{serverPort}/"; // URL格式，但实际是TCP连接
        // 注意：UnityWebRequest 主要用于HTTP，对于原生TCP Socket，需要使用 System.Net.Sockets.TcpClient
        // 这里为了简单，我们用一个假的连接成功逻辑，实际项目中，你需要用 TcpClient。
        // --- 正确做法是使用 System.Net.Sockets.TcpClient ---
        // using System.Net.Sockets;
        // TcpClient client = new TcpClient(serverIP, serverPort);
        // isConnected = client.Connected;
        // Debug.Log("Connected to server: " + isConnected);
        // 模拟连接成功
        isConnected = true;
        Debug.Log("Successfully connected to robot server!");
    }
    public void SendCommand(string command)
    {
        if (!isConnected)
        {
            Debug.LogError("Not connected to server!");
            return;
        }
        StartCoroutine(PostCommand(command));
    }
    private IEnumerator PostCommand(string command)
    {
        // 注意：如果你的服务器不是HTTP服务器，这个方法不适用。
        // 对于TCP Socket，你需要将字符串转为字节数组并发送。
        // byte[] data = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(command);
        // client.GetStream().Write(data, 0, data.Length);
        // 模拟发送
        Debug.Log("Sending command: " + command);
        using (UnityWebRequest webRequest = UnityWebRequest.Post($"http://{serverIP}:{serverPort}/command", new WWWForm()))
        {
            // 如果你需要发送JSON或纯文本，可以这样做
            // webRequest.uploadHandler = new UploadHandlerRaw(System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(command));
            // webRequest.SetRequestHeader("Content-Type", "text/plain");
            yield return webRequest.SendWebRequest();
            if (webRequest.result != UnityWebRequest.Result.Success)
            {
                Debug.LogError($"Error sending command: {webRequest.error}");
            }
            else
            {
                Debug.Log("Command sent successfully!");
                // Debug.Log(webRequest.downloadHandler.text);
            }
        }
    }
}

在 Unity 中创建一个虚拟的 3D 机器人

这通常用于游戏、动画或可视化展示。

Unity如何开发Android机器人应用？-第3张图片-广州国自机器人
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核心概念

使用 Unity 的 3D 建模工具（如内置的 ProBuilder/Cube）或外部建模软件（如 Blender, Maya, 3ds Max）创建机器人的 3D 模型，然后通过 C# 脚本控制其动画、移动和交互。

开发流程

  1. 建模:

    • 在 Blender 中创建一个机器人模型，导出为 .fbx 或 .obj 格式。
    • 或者，直接在 Unity 中用基本几何体（Cube, Sphere, Cylinder）拼装一个简单的机器人。

  2. 导入与设置:

    • 将模型导入 Unity 项目。
    • 为模型的各个部件（身体、头部、手臂、轮子等）创建 Transform 层级。
    • 添加 Animator 组件，并创建一个 Animator Controller 来定义机器人的动画（如行走、待机、攻击）。

  3. 编写控制脚本:

    C# 示例 (简单的移动和旋转):

    using UnityEngine;
public class VirtualRobotController : MonoBehaviour
{
    public float moveSpeed = 5f;
    public float rotationSpeed = 100f;
    private Animator animator;
    private Rigidbody rb;
    void Start()
    {
        animator = GetComponent<Animator>();
        rb = GetComponent<Rigidbody>();
    }
    void Update()
    {
        // 获取输入
        float horizontalInput = Input.GetAxis("Horizontal");
        float verticalInput = Input.GetAxis("Vertical");
        // 移动
        Vector3 movement = transform.forward * verticalInput * moveSpeed * Time.deltaTime;
        rb.MovePosition(rb.position + movement);
        // 旋转
        float rotation = horizontalInput * rotationSpeed * Time.deltaTime;
        rb.MoveRotation(rb.rotation * Quaternion.Euler(0f, rotation, 0f));
        // 设置动画参数
        float speed = verticalInput * moveSpeed;
        animator.SetFloat("Speed", speed);
    }
}

在 Unity 中开发一个机器人仿真环境

这通常用于机器人算法的研究和测试，例如训练机器人进行自主导航、抓取物体等,而无需昂贵的物理硬件。

核心概念

Unity 结合其 ML-Agents 插

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