写在前面的话

刚进组1个月，我的博士研究方向是自动驾驶，还没入门，先看了古月居的ros2框架课程，现在需要开始进行仿真实验，基于实验室现有的车子进行，这个车子只有一个solidworks的工程文件，我需要想办法转到urdf的文件格式，方便在ros2框架的gazebo仿真软件中进行仿真实验。

我拿到的这个模型是实验室前人设计的，原点设置在左后轮上，且与地面不平行，对于没接触过机械设计的人来说，解构后重新拼接费时费力，需要找一个更快的方法。

网上这方面的资料比较少，我睬了不少坑，断断续续花了两个星期才走入正轨，这篇文章希望能帮助大家少走一些弯路，节省时间。本文希望能尽可能的详细的写清楚，由于篇幅限制，一些容易在网上查到的内容我会略过，有不懂的加我微信一起讨论。

1 solidworks 文件

打开.SLDASM文件，装配体文件，本人用的Solidworks版本是2024，win11系统，默认设置。

2 安装sw2urdf插件

安装流程参考Github：SolidWorks to URDF Exporter 上面的 ROS Wiki，这是官方的，大部分问题可以在issue上找到，网上也有很多中文的详细教程，自己找吧

安装完后会在菜单栏的工具的tools选项中多一个【Export as URDF】

3 完整步骤

提前熟悉一下菜单栏，插入 > 参考几何体 > 基准轴、坐标系、点

3.1 设置基准轴

这里设置的是旋转轴，也就是控制车子运动需要的轴，车轮前进需要一个滚轴(Wheel)，车轮转向需要一个转向轴（Orient）。

插入 > 参考几何体 > 基准轴 > 圆柱/圆锥面 > 选中右边的三维圆柱结构（圆柱会显示为蓝色，基准轴为黄色） > 点击右上角√ 确认即可

我这里4个轮子和4个轮子的转向，一共8个基准轴。

3.2 设置点

这里设置点是为了下面设置坐标系，因为坐标系需要一个原点。

插入 > 参考几何体 > 点 > 面中心 > 选中右边的三维圆柱结构（圆柱会显示为蓝色，点为紫色小球） > 点击右上角√ 确认即可

我这里要设置9个点。（物体原点 + 8个坐标系原点）

3.3 设置坐标轴

关键是以物体为参考系去找参考轴，选中x和y两个轴之后，观察z轴方向，如果z轴方向垂直xy面向上就是合理的。（因为在rviz2软件里面，xy面是网格地面，z轴垂直地面向上。）

插入 > 参考几何体 > 坐标系 > 选择点（下面第一个图） > 开始指定坐标轴 > 选中右边的三维物体的边（鼠标悬停为黄色，选中为淡蓝色） > 多次尝试把 Z 轴设置为垂直物体向上 > 点击右上角√ 确认即可

1. 设置x轴：先点击X轴下面的空白输入框，然后在选中模型的一条边作为参考x轴

2. 设置y轴：先点击Y轴下面的空白输入框，然后在选中模型的一条边作为参考Y轴

3. 观察z轴方向，如果不合适就重新选择XY轴，三个轴的选择顺序可以随意调换，会有多种结果（貌似符合右手法则）

4. 左上角电机√进行保存

注意：这里要做到所有的坐标轴统一，X轴（红色箭头）平行物体的对称中轴线，Y轴（绿色箭头）垂直物体向外，Z轴（蓝色箭头）垂直物体向上。

我这里要设置9个坐标系。（物体坐标系 + 4车轮旋转坐标系 + 4车轮转向坐标系）

3.4 设置sw2urdf参数

前面是导出URDF文件的准备工作，下面才真正开始导出。这里如果看不懂可以去看看B站的视频，下面推荐了几个。总结来说就是要设置好参考坐标系、基准轴和绑定零件，还有零件的父子关系。

主要是注意父子关系，车轮转向坐标系要基于物体坐标系，车轮自身旋转坐标系要基于车轮转向坐标系）

solidworks转URDF，并且在rviz中仿真
SolidWorks模型导出urdf （古月居老师）
Gazebo仿真贴图零基础实战第1期 从SolidWorks模型到Gazebo仿真 超详细教程 TianbotMini迷你机器人平台 张宇星YYDS

工具 > Tools（在很下面） > Export as URDF > 省略详细的步骤 > Preview and Export 开始导出

小提示：注意点左上角 √ 进行保存，否则可能会sw2urdf窗口突然消失，参数设置也会丢失

3.5 导出可能的问题

1. 检查导出文件夹下的meshes文件夹，里面存的是.stl格式的三维模型（上一步绑定的零件组合件），有的时候会出现模型缺失的问题，也就是文件大小为0，这时候要检查上一步进行零件绑定的时候选择的目标是否有问题；
2. 检查关节点的类型，continue是允许360度旋转，revolute是允许有限旋转（有约束），fixed是固定不旋转；
3. 旋转轴的问题，有的地方会出现旋转轴全0的情况，这是不对的，要回去检查设置的基准轴有无问题；
4. urdf文件夹里面保存的.urdf文件就是对solidworks三维模型的urdf表示，有点类似xml文件格式。
5. 导出要选择 Export URDF and Meshes。
6. 导出会需要几秒的时间，SOLIDWORKS会有点卡，注意别乱点。

3.6 ros2 编译

要先去到工作目录下，再进行编译（这部分不懂的去看看古月觉ros2的视频降到的ros2的工作空间）

colcon build --packages-select car_urdf
source ./install/setup.sh
ros2 launch car_urdf display.launch

因为我用的是ROS2框架，有些配置文件需要修改，参考下面这篇文章，写得很好，按流程走就行，记得改成自己的文件名，我这里是car_urdf。

Solidworks导出URDF总结（Humble）

3.7 成功结果画面

rviz界面左边的Joint State Publisher窗口可以控制车轮转向和车轮旋转，进行验证。