重要参考：
课程链接:https://www.bilibili.com/video/BV1Ci4y1L7ZZ
讲义链接:Introduction · Autolabor-ROS机器人入门课程《ROS理论与实践》零基础教程
6.3.4 URDF练习
需求描述:
创建一个四轮圆柱状机器人模型，机器人参数如下，底盘为圆柱状，半径 10cm，高 8cm，四轮由两个驱动轮和两个万向支撑轮组成，两个驱动轮半径为 3.25cm，轮胎宽度1.5cm，两个万向轮为球状，半径 0.75cm，底盘离地间距为 1.5cm(与万向轮直径一致)
结果演示:
实现流程:
创建机器人模型可以分步骤实现
-
新建 urdf 文件，并与 launch 文件集成
-
搭建底盘
-
在底盘上添加两个驱动轮
-
在底盘上添加两个万向轮
1.新建urdf以及launch文件
urdf 文件：基本实现
<robot name="mycar">
<!-- 设置 base_footprint -->
<link name="base_footprint">
<visual>
<geometry>
<sphere radius="0.001" />
</geometry>
</visual>
</link>
<!-- 添加底盘 -->
<!-- 添加驱动轮 -->
<!-- 添加万向轮(支撑轮) -->
</robot>launch 文件：
<launch>
<!-- 将 urdf 文件内容设置进参数服务器 -->
<param name="robot_description" textfile="$(find demo01_urdf_helloworld)/urdf/urdf/test.urdf" />
<!-- 启动 rivz -->
<node pkg="rviz" type="rviz" name="rviz_test" args="-d $(find demo01_urdf_helloworld)/config/helloworld.rviz" />
<!-- 启动机器人状态和关节状态发布节点 -->
<node pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" name="robot_state_publisher" />
<node pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" name="joint_state_publisher" />
<!-- 启动图形化的控制关节运动节点 -->
<node pkg="joint_state_publisher_gui" type="joint_state_publisher_gui" name="joint_state_publisher_gui" />
</launch>2.底盘搭建
<!--
参数
形状:圆柱
半径:10 cm
高度:8 cm
离地:1.5 cm
-->
<link name="base_link">
<visual>
<geometry>
<cylinder radius="0.1" length="0.08" />
</geometry>
<origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
<material name="yellow">
<color rgba="0.8 0.3 0.1 0.5" />
</material>
</visual>
</link>
<joint name="base_link2base_footprint" type="fixed">
<parent link="base_footprint" />
<child link="base_link"/>
<origin xyz="0 0 0.055" />
</joint>3.添加驱动轮
<!-- 添加驱动轮 -->
<!--
驱动轮是侧翻的圆柱
参数
半径: 3.25 cm
宽度: 1.5 cm
颜色: 黑色
关节设置:
x = 0
y = 底盘的半径 + 轮胎宽度 / 2
z = 离地间距 + 底盘长度 / 2 - 轮胎半径 = 1.5 + 4 - 3.25 = 2.25(cm)
axis = 0 1 0
-->
<link name="left_wheel">
<visual>
<geometry>
<cylinder radius="0.0325" length="0.015" />
</geometry>
<origin xyz="0 0 0" rpy="1.5705 0 0" />
<material name="black">
<color rgba="0.0 0.0 0.0 1.0" />
</material>
</visual>
</link>
<joint name="left_wheel2base_link" type="continuous">
<parent link="base_link" />
<child link="left_wheel" />
<origin xyz="0 0.1 -0.0225" />
<axis xyz="0 1 0" />
</joint>
<link name="right_wheel">
<visual>
<geometry>
<cylinder radius="0.0325" length="0.015" />
</geometry>
<origin xyz="0 0 0" rpy="1.5705 0 0" />
<material name="black">
<color rgba="0.0 0.0 0.0 1.0" />
</material>
</visual>
</link>
<joint name="right_wheel2base_link" type="continuous">
<parent link="base_link" />
<child link="right_wheel" />
<origin xyz="0 -0.1 -0.0225" />
<axis xyz="0 1 0" />
</joint>4.添加万向轮
<!-- 添加万向轮(支撑轮) -->
<!--
参数
形状: 球体
半径: 0.75 cm
颜色: 黑色
关节设置:
x = 自定义(底盘半径 - 万向轮半径) = 0.1 - 0.0075 = 0.0925(cm)
y = 0
z = 底盘长度 / 2 + 离地间距 / 2 = 0.08 / 2 + 0.015 / 2 = 0.0475
axis= 1 1 1
-->
<link name="front_wheel">
<visual>
<geometry>
<sphere radius="0.0075" />
</geometry>
<origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
<material name="black">
<color rgba="0.0 0.0 0.0 1.0" />
</material>
</visual>
</link>
<joint name="front_wheel2base_link" type="continuous">
<parent link="base_link" />
<child link="front_wheel" />
<origin xyz="0.0925 0 -0.0475" />
<axis xyz="1 1 1" />
</joint>
<link name="back_wheel">
<visual>
<geometry>
<sphere radius="0.0075" />
</geometry>
<origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
<material name="black">
<color rgba="0.0 0.0 0.0 1.0" />
</material>
</visual>
</link>
<joint name="back_wheel2base_link" type="continuous">
<parent link="base_link" />
<child link="back_wheel" />
<origin xyz="-0.0925 0 -0.0475" />
<axis xyz="1 1 1" />
</joint>6.3.5 URDF工具
在 ROS 中，提供了一些工具来方便 URDF 文件的编写，比如：
-
check_urdf 命令可以检查复杂的 urdf 文件是否存在语法问题
-
urdf_to_graphiz 命令可以查看 urdf 模型结构，显示不同 link 的层级关系
当然，要使用工具之前，首先需要安装，安装命令：sudo apt install liburdfdom-tools
1.check_urdf 语法检查
进入urdf文件所属目录，调用：check_urdf urdf 文件，如果不抛出异常，说明文件合法，否则非法
2.urdf_to_graphiz 结构查看
进入 urdf 文件所属目录，调用：urdf_to_graphiz urdf文件，当前目录下会生成 pdf 文件
