UnityとPython間でのデータのやり取り

#背景
Unityで計測したデータをPythonに送って、機械学習で推定した結果を可能な限りリアルタイムでUnity側に反映させたかったが、調べてもサーバーを使うものしか見つからず、リアルタイムにやり取りできなかった.

#目的
可能な限りリアルタイムでUnityとPythonでデータをやり取りする．

UnityとPythonのコード:https://github.com/sakamo1290/DataExchange

Unity:2019.4.28f1
Python:3.7.6

#方針
csv(Unity2Python.csvとPython2Unity.csv)を介してデータをやり取りする．

#実装
Unity側でFixedUpdateが呼び出されるたびにインクリメントされる変数(count)をcsvを介してやり取りする。

###Python側
まずPython側でデータを読み書きするスクリプトを作る。

DataExchange.py

#実際に使うときはやり取りするデータは1つではないため、pandasのDataFrameでcsvに読み書きする
import pandas as pd

def main():
    #Unityから送られてきたデータを格納するDataFrame
    log = pd.DataFrame(columns = [0], index = [0], data = [0])
    #データが更新されているかを確認するための変数
    past = -1

    while True:
        past, log = ReadData(past, log)
        WriteData(past)

def ReadData(past, log):#Unityからデータを受け取る
    #データをUnityが書き込んでいるときはアクセスできずエラーになるためtryで回避
    try:
        a = pd.read_csv('Unity2Python.csv', encoding="ms932" ,sep=",")
    except:
        return past, log
    #データが更新されていない場合読み取りを終了する
    if past == a.columns[0]: return past, log

    log = log.append([int(a.columns[0])])
    print(a.columns[0])
    past = a.columns[0]
    return past, log

def WriteData(past):#Unityにデータを送る
    #Unityが読み込んでいるときはアクセスできずエラーになるためtryで回避
    try:
        pd.DataFrame([past]).to_csv(path_or_buf = 'Python2Unity.csv', header=False, index=False)
    except:
        return             
    
if __name__ == "__main__":
    main()

###Unity側
Unity側でもデータをやり取りするスクリプトを作成する(gitのDataExchange.unitypackage内に完成したものが入れてある)。
新しいプロジェクトを作成し、ヒエラルキーで右クリックして'Create Empty'を選択する。
名前を'DataExchanger'にしてインスペクターで'Add Component'をクリックしDataExchangerスクリプトを作成する。

DataExchanger.cs

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using UnityEngine;

public class DataExchanger : MonoBehaviour
{
    int count = 0;
    string sendDataPath;
    string recieveDataPath;

    void Start()
    {
        sendDataPath = Application.dataPath + "/LogData/Unity2Python.csv";
        recieveDataPath = Application.dataPath + "/LogData/Python2Unity.csv";
    }

    void FixedUpdate()
    {
        WriteData(count.ToString(), sendDataPath);
        ReadData(recieveDataPath);
        count++;
    }

    void WriteData(string data, string _filePath)
    {
        string _path = _filePath;
        StreamWriter sw;
        FileInfo fi;
        fi = new FileInfo(_path);
        sw = fi.CreateText();
        sw.WriteLine(data);
        sw.Flush();
        sw.Close();
    }

    void ReadData(string _filePath)
    {
        Debug.Log(File.ReadAllText(_filePath));
    }
}

###DataExchange.pyを配置
Unityのフォルダ内にAssets/LogDataとなるようにLogDataフォルダを作成する。
LogDataフォルダ内にDataExchange.pyを配置する（場所はここでなくても問題ないが簡単のために。変える場合はスクリプトのパスを修正する。）。

#動作確認
おおむねよく動いているが、Unity側で数字が飛ぶ場合がある。
目的は機械学習の結果をUnityに反映することであるため、推定にかかる時間を考慮すると問題ない程度であると言える。と思う。