ros urdf 文件格式描述

----ROS机器人模型urdf简明笔记----

ROS库--URDF

1. 使用URDF从头开始构建可视机器人模型

   了解如何构建一个可以在Rviz中查看的机器人的视觉模型

2. 使用URDF构建可移动机器人模型

   了解如何在URDF中定义活动关节

3. 向URDF模型添加物理和冲突属性

   了解如何向链接添加碰撞和惯性属性，以及如何为关节添加关节动力学。

4. 使用Xacro清理URDF文件

   学习一些技巧，以减少使用Xacro URDF文件中的代码量

----

全部源码：http://download.csdn.net/detail/zhangrelay/9775629

1 简单的几何形状

这里包括形状，大小，位置，角度和材质等。以下面代码为例，简单介绍一下：

xml version="1.0"?>
<robot name="visual">

  <material name="red">
    <color rgba="0.8 0 0 1"/>
  material>
  <material name="green">
    <color rgba="0 0.8 0 1"/>
  material>
  <material name="blue">
    <color rgba="0 0 0.8 1"/>
  material>
  <material name="black">
    <color rgba="0 0 0 1"/>
  material>
  <material name="white">
    <color rgba="1 1 1 1"/>
  material>

  <link name="base_link">
    <visual>
      <geometry>
        <cylinder length="0.6" radius="0.2"/>
      geometry>
      <material name="red"/>
    visual>
  link>

  <link name="right_leg">
    <visual>
      <geometry>
        <box size="0.6 .1 .2"/>
      geometry>
      <origin rpy="0 1.57075 0" xyz="0 0 -0.3"/>
      <material name="blue"/>
    visual>
  link>

  <joint name="base_to_right_leg" type="fixed">
    <parent link="base_link"/>
    <child link="right_leg"/>
    <origin xyz="0 -0.22 .25"/>
  joint>

  <link name="right_base">
    <visual>
      <geometry>
        <box size="0.4 .1 .1"/>
      geometry>
      <material name="white"/>
    visual>
  link>

  <joint name="right_base_joint" type="fixed">
    <parent link="right_leg"/>
    <child link="right_base"/>
    <origin xyz="0 0 -0.6"/>
  joint>

  <link name="right_front_wheel">
    <visual>
      <origin rpy="1.57075 0 0" xyz="0 0 0"/>
      <geometry>
        <cylinder length="0.1" radius="0.035"/>
      geometry>
      <material name="black"/>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
    visual>
  link>
  <joint name="right_front_wheel_joint" type="fixed">
    <axis rpy="0 0 0" xyz="0 1 0"/>
    <parent link="right_base"/>
    <child link="right_front_wheel"/>
    <origin rpy="0 0 0" xyz="0.133333333333 0 -0.085"/>
  joint>

...............

  <link name="head">
    <visual>
      <geometry>
        <sphere radius="0.2"/>
      geometry>
      <material name="white"/>
    visual>
  link>
  <joint name="head_swivel" type="fixed">
    <parent link="base_link"/>
    <child link="head"/>
    <origin xyz="0 0 0.3"/>
  joint>

  <link name="box">
    <visual>
      <geometry>
        <box size=".08 .08 .08"/>
      geometry>
      <material name="green"/>
    visual>
  link>

  <joint name="tobox" type="fixed">
    <parent link="head"/>
    <child link="box"/>
    <origin xyz="0.1814 0 0.1414"/>
  joint>
robot>

----

其中，geometry中包含形状和大小，如cylinder box，大小依据形状不同采用不同表示，如length radius size等；

原点是origin；相对于该点的位置和角度分别用xyz rpy表示；parent link是父节点，child link是子节点。fixed frame固定坐标；

当然，还有颜色等其他配置属性。

使用下面命令查看效果，注意model路径：

roslaunch urdf_tutorial display.launch model:=/home/relaybot/ROS_tutorial/src/urdf_tutorial-kinetic/urdf/05-visual.urdf

----

----

2 由静到动让模型运动起来

这里只需要注意一个要点，就是关节joint，上节一般是fixed，这里可以有continuous，revolute，prismatic。

还需要补充的是robot_state_publisher和joint_state_publisher。分别如下图所示：

 

运行下面命令，注意模型路径：

roslaunch urdf_tutorial display.launch model:=/home/relaybot/ROS_tutorial/src/urdf_tutorial-kinetic/urdf/06-flexible.urdf gui:=True

----

----

3 添加物理和碰撞属性

需要注意亮点即可，碰撞collision，物理inertial。

<link name="base_link">
  <visual>
    <geometry>
      <cylinder length="0.6" radius="0.2"/>
    geometry>
    <material name="blue"/>
  visual>
  <collision>
    <geometry>
      <cylinder length="0.6" radius="0.2"/>
    geometry>
  collision>
  <inertial>
    <mass value="10"/>
    <inertia ixx="1.0" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="1.0" iyz="0.0" izz="1.0"/>
  inertial>
link>

----

roslaunch urdf_tutorial display.launch model:=/home/relaybot/ROS_tutorial/src/urdf_tutorial-kinetic/urdf/07-physics.urdf

----

----

4 使用xacro简化urdf文件

这里给出两个参考网址：xacro和在urdf中使用xacro。

roslaunch urdf_tutorial display.launch model:=/home/relaybot/ROS_tutorial/src/urdf_tutorial-kinetic/urdf/08-macroed.urdf.xacro

----

----

5 在Gazebo中使用urdf

参考网址：http://gazebosim.org/tutorials?tut=ros_urdf

完成配置后，启动命令：

roslaunch urdf_tutorial gazebo.launch

----

----

6 rviz和Gazebo中实现同步控制

运行下面命令：

roslaunch urdf_tutorial control.launch

----

 

----

附录：

TF：

Graph：

display.launch

<launch>

  <arg name="model" default="$(find urdf_tutorial)/urdf/r2d2.xacro"/>
  <arg name="gui" default="true" />
  <arg name="rvizconfig" default="$(find urdf_tutorial)/rviz/urdf.rviz" />

  <param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro.py $(arg model)" />
  <param name="use_gui" value="$(arg gui)"/>

  <node name="joint_state_publisher" pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" />
  <node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="state_publisher" />
  <node name="rviz" pkg="rviz" type="rviz" args="-d $(arg rvizconfig)" required="true" />

launch>

gazebo.launch

<launch>


  <arg name="paused" default="false"/>
  <arg name="use_sim_time" default="true"/>
  <arg name="gui" default="true"/>
  <arg name="headless" default="false"/>
  <arg name="debug" default="false"/>
  <arg name="model" default="$(find urdf_tutorial)/urdf/r2d2.xacro"/>


  <include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch">
    <arg name="debug" value="$(arg debug)" />
    <arg name="gui" value="$(arg gui)" />
    <arg name="paused" value="$(arg paused)"/>
    <arg name="use_sim_time" value="$(arg use_sim_time)"/>
    <arg name="headless" value="$(arg headless)"/>
  include>

  <param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro.py $(arg model)" />


  <node name="urdf_spawner" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model"
        args="-z 1.0 -unpause -urdf -model robot -param robot_description" respawn="false" output="screen" />

  <node pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher"  name="robot_state_publisher">
    <param name="publish_frequency" type="double" value="30.0" />
  node>

launch>

control.launch

<launch>

  <arg name="model" default="$(find urdf_tutorial)/urdf/r2d2.xacro"/>
  <arg name="rvizconfig" default="$(find urdf_tutorial)/urdf.rviz" />

  <include file="$(find urdf_tutorial)/launch/gazebo.launch">
    <arg name="model" value="$(arg model)" />
  include>

  <node name="rviz" pkg="rviz" type="rviz" args="-d $(arg rvizconfig)" />


  <gazebo>
    <plugin name="gazebo_ros_control" filename="libgazebo_ros_control.so">
      <robotNamespace>/robotNamespace>
    plugin>
  gazebo>

robot>

补充链接与资料：

1urdf http://wiki.ros.org/urdf

2xacro http://wiki.ros.org/xacro

----

End

----