如何让Webots支持C#语言开发的控制器

Webots支持C、C++、Java、Python、Matlab这五种语言开发控制器，没有直接支持C#，但有个同事已经用C#写了大量的机器人控制代码，想在不把C#代码改写成C++的情况下，直接用webots仿真，那就得想想办法。(不过，让ChatGPT帮忙把一种语言的代码转成另外一种语言的代码，还是挺方便的，准确率很高。)

在Webots的安装路径下，找到lib\controller文件夹，里面有Controller.dll和Controller.lib文件，对于C#，我们只需要Controller.dll文件(C和C++的开发就需要Controller.lib文件)，把这个dll文件复制到C#程序编译输出exe的文件夹里，通常是bin\x64\Debug\net8.0，(注意是跟输出的exe文件放在同一文件夹里，而不是跟C#的源代码放在同一文件夹里。既不需要，也不能在VS解决方案中添加对Controller.dll的引用，尝试添加它会报错。Controller.dll是64位的，所以C#程序也要编译成64位的。)

Controller.dll实现了(或者说导出了)Webots\include\controller\c\webots文件夹中所有的头文件中声明的全部函数(共932个)，比如最常用wb_robot_init(), wb_robot_step(),wb_motor_set_position(), wb_motor_set_velocity(), wb_motor_get_target_position()，肯定都有的。而cpp的函数其实都是在调用c的函数，看看\Webots\src\controller\cpp里面的cpp文件就明白了。如果你装了VS 2022，可以打开开始菜单中Visual Studio 2022文件夹里的随便点开一个 xxx Command Prompt for VS 2022, 输入

bash 复制代码

dumpbin /exports "E:\Program Files\Webots\lib\controller\Controller.dll"

就能看到所有的导出函数了。

为了能使用Controller.dll，在C#的cs文件中，

cs 复制代码

using System.Runtime.InteropServices;

再去robot.h, motor.h等头文件中找你需要的函数的定义，然后在一个C#的class里面加入大量类似下面的语句

cs 复制代码

[DllImport("Controller.dll")]
public static extern void wb_robot_init();

看.h文件中的函数定义，一定会遇到WbDeviceTag，可以在Webots\include\controller\c\webots\types.h中找到对WbDeviceTag的定义：

cpp 复制代码

typedef unsigned short WbDeviceTag;

对应到C#中就是ushort类型。遇到const char *，就换成string. 把需要用到的函数都经过上面的声明后，就能和在C语言中一样使用这些函数了。示例C#代码如下：

cs 复制代码

using System.Runtime.InteropServices;

public class Program
{
    [DllImport("Controller.dll")]
    public static extern void wb_robot_init();

    [DllImport("Controller.dll")]
    public static extern void wb_robot_cleanup();

    [DllImport("Controller.dll")]
    public static extern void wb_robot_step(int duration);

    [DllImport("Controller.dll")]
    public static extern void wb_motor_set_position(ushort tag, double position);

    [DllImport("Controller.dll")]
    public static extern void wb_motor_set_velocity(ushort tag, double velocity);

    [DllImport("Controller.dll")]
    public static extern void wb_motor_get_target_position(ushort tag);

    [DllImport("Controller.dll")]
    public static extern ushort wb_robot_get_device(string name);

    public static void GetAllMotor(ref ushort[] motor)
    {       
        motor[10] = wb_robot_get_device("TA_joint_01");
        motor[9] = wb_robot_get_device("TA_joint_02");
        motor[8] = wb_robot_get_device("TA_joint_03");
        motor[7] = wb_robot_get_device("TA_joint_04");
        motor[6] = wb_robot_get_device("TA_joint_05");
    }

    public static void Main()
    {   wb_robot_init();
        ushort[] motor = new ushort[11];
        GetAllMotor(ref motor);
        wb_motor_set_position(motor[10], Math.PI/2); 
        wb_motor_set_position(motor[8], 3);   // 单位是弧度 
        wb_robot_step(500);
        wb_robot_cleanup();
        Console.ReadKey();
    }
}

启动C#程序后会看到如下报错，暂未发现有什么不良影响，还是能正常操作webots中的机器人。

Error: 找不到指定的模块。

(dynamic library)

Error: failed to load E:/Program Files/Webots/resources/projects/plugins/robot_windows/generic/generic.dll library.

generic.dll的路径是正确的，然而即使把generic.dll跟Controller.dll放在一起，也无法解决这个报错。