使用ROS中的urdf构建机器人小车的3D模型

本文介绍如何在ROS中使用urdf创建机器人3D模型。

准备工作

操作环境：AutolaborOS 下载安装教程
机器人3D模型：Autolabor 2.5 stl 文件下载

移动机器人小车3D模型的构建

介绍
创建硬件描述包
绘制机器人小车模型
建立urdf文件
建立launch文件命令
效果展示

1. 介绍

机器人的3D模型在ROS中是通过URDF文件实现，URDF（Unified Robot Description Format）就是描述机器人硬件尺寸布局的模型语言。它是同ROS通信的渠道，通过机器人的物理尺寸来配置机器人模型，ROS就可以有效的进行自主导航（Navagation）和碰撞检测(collision detect)了。

2. 创建硬件描述包

在ROS中，所有的ROS软件（包括我们创建的软件）都被组织成软件包的形式。因此，在工作空间catkin_ws/src/目录下通过catkin_create_pkg来创建硬件描述包：

$ catkin_create_pkg autolabor_description urdf

通过catkin_create_pkg创建了一个autolabor_description的包，该命令的最后一个参数是引入urdf库。

ROS中创建包详情请参考：http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials/CreatingPackage

在新建的包中创建 urdf 和 launch 文件夹用于存储 *.urdf 和 *.launch 文件。可以在catkin_ws/src/目录下看到：

3. 绘制机器人小车的3D模型

（当然，这一步并不是必要的，你也可以通过配置urdf文件来得到小车的模型，详情参考第四步）
通过机器人小车的物理参数，使用3D制图软件绘制机器人小车的3D模型

在autolabor_description包的目录下，新建meshes文件夹，将绘制的3D模型复制到在路径下

4. 建立urdf文件

在urdf文件夹下创建文件 autolabor_description.urdf文件，并将下列代码放在 autolabor_description.urdf文件中

如果绘制了3D模型，建立urdf文件

如果未绘制3D模型，通过配置urdf来得到模型，这里仅展示一个简单的example

其中配置解释如下：

对应模型的一个模块，可以通过标签joint让子模块与base_link进行关联;

描述一个link的外观，大小，颜色，材质纹理等;

定义该link的几何模型，包含该几何模型的尺寸，单位：米；

 矩形，定义属性：size（包含长宽高，数据用空格隔开）；

  圆柱体，定义属性：length，radius；

  球体，定义属性：radius；

 定义颜色和透明度（RGBA），取值区间 [0,1] ；

 描述碰撞检测属性；

 用来描述模块的位置；

 定义惯性；

5.创建launch命令文件

*.launch文件的作用是:同时启动多个节点,使用roslaunch命令运行.launch文件中指定的节点。在launch文件夹中创建文件display.launch，并编辑，代码如下：

第一个输入参数 model 就是要启动的urdf文件路径。
第二个输入参数 gui 指定是否启用关节转动控制面板窗口。
两个参数表示：分别描述要启动的模型描述文件（urdf）和关节转到控制窗口（gui，对应各个joint）。
三个节点：分别用于发送joint的信息，robot的控制信息，和rviz的启动。至此，模型搭建完毕，启动模型进行测试。

6.效果展示

进入工作空间目录下，编译文件，使用roslaunch命令来启动它：

$ cd ~/catkin_ws/
$ source devel/setup.bash
$ catkin_make

$ roslaunch autolabor_description display.launch

在启动rviz后，需要将上面标记的topic的参数改成上述图中，否则是无法观测到的，到此，就建立并启动了自己的机器人小车了

autolabor_urdf下载