ROS学习：URDF语法详解一link篇

1.概述

参考链接:
1.http://www.autolabor.com.cn/book/ROSTutorials/di-6-zhang-ji-qi-ren-xi-tong-fang-zhen/62-fang-zhen-urdf-ji-cheng-rviz/622-urdfyu-fa-xiang-jie.html
2.https://wiki.ros.org/urdf/XML

URDF 文件是一个标准的 XML 文件，在 ROS 中预定义了一系列的标签用于描述机器人模型，虽然机器人模型可能较为复杂，但是 ROS 的 URDF 中机器人的组成却是较为简单，可以主要简化为两部分:连杆(link标签，实体部分一般可见) 与 关节(joint标签，实体与实体的链接处，一般不可见)，
URDF 中的不同标签:

• robot 根标签，类似于 launch文件中的launch标签
• link 连杆标签
• joint 关节标签
• gazebo 集成gazebo需要使用的标签（关于gazebo标签，后期在使用 gazebo 仿真时，才需要使用到，用于配置仿真环境所需参数，比如: 机器人材料属性、gazebo插件等，但是该标签不是机器人模型必须的，只有在仿真时才需设置）

1.1 URDF语法详解_robot

robot
urdf 中为了保证 xml 语法的完整性，使用了robot标签作为根标签，所有的 link 和 joint 以及其他标签都必须包含在 robot 标签内,在该标签内可以通过 name 属性设置机器人模型的名称

1.属性
name: 指定机器人模型的名称

2.子标签
其他标签都是子级标签

1.2 URDF语法详解_link

link
urdf 中的 link 标签用于描述机器人某个部件(也即刚体部分)的外观和物理属性，比如: 机器人底座、轮子、激光雷达、摄像头等一般可见的实体部件都对应一个 link, 在 link 标签内，可以设计该部件的形状、尺寸、颜色、惯性矩阵、碰撞参数等一系列属性，这些属性一般可分为三大类：例形状、尺寸、颜色称为可视化部分，而惯性矩阵、碰撞参数单独分类。

这是官网提供的一个图片，基于这个图片大致解释一下惯性矩阵（intertial）、碰撞参数(collision),在仿真环境中我们的机器人也会与环境方式碰撞，那么怎样区分是否碰撞呢，其实就是在刚体部分划出一个区域，只要环境进入这个区域测定性为碰撞，惯性矩阵（intertial）可描述每个刚体的质量、柔韧性不同导致的惯性不同的现实情况。
1.属性
name —> 为连杆命名

2.子标签（三个）

• visual —> 描述外观(对应的数据是可视的)

   geometry 设置连杆的形状
  
   	标签1: box(盒状)
   	属性:size=长(x) 宽(y) 高(z)
   	
   	标签2: cylinder(圆柱)
   	属性:radius=半径 length=高度
   	
   	标签3: sphere(球体)
   	属性:radius=半径
   	
   	标签4: mesh(为连杆添加皮肤)
   	属性: filename=资源路径(格式:package:////文件)
   	
  
   origin 设置偏移量与倾斜弧度
  
   	属性1: xyz=x偏移 y便宜 z偏移
  
   	属性2: rpy=x翻滚 y俯仰 z偏航 (单位是弧度)
  
   metrial 设置材料属性(颜色)
  
   	属性: name
  
   	标签: color
  

属性: rgba=红绿蓝权重值与透明度 (每个权重值以及透明度取值[0,1])

• collision —> 连杆的碰撞属性

• Inertial —> 连杆的惯性矩阵

在此，只演示visual使用，

1.2.3.案例需求:分别生成长方体、圆柱与球体的机器人部件

第一部分形状设置

<robot name = "mycar">
    <link name = "base_link">
        <!-- 可视化标签 -->
        <visual>
            <!-- 1.形状 -->
            <geometry>
                <!-- 1.1立方体 -->
                <box size = "0.4 0.2 0.1"/>
                <!-- 1.2圆柱 -->
                    <!-- <cylinder radius="0.5" length="0.1" /> -->
                <!-- 1.3球体 -->
                    <!-- <sphere radius="0.3" /> -->
                <!-- 1.4皮肤 -->
                <mesh filename = "package://urdf01_rviz/meshes/autolabor_mini.stl"/>
            </geometry>
            <!-- 2.偏移量和弧度设置 -->
            <!-- 3.颜色 -->
        </visual>

    </link>
</robot>

大家需要注意各个标签的层级关系

第二部分：偏移量和弧度设置
在描述好形状之后，出现的图形可能不是我们想要的姿态出现，这时候就要设置偏移量和弧度设置

<robot name = "mycar">
    <link name = "base_link">
        <!-- 可视化标签 -->
        <visual>
            <!-- 1.形状 -->
            <geometry>
                <!-- 1.1立方体 -->
                <box size = "0.4 0.2 0.1"/>
            </geometry>
            <!-- 2.偏移量和弧度设置 -->
              <!-- xyz坐标 
                rpy x(翻滚) y（俯仰） z （偏航）翻滚俯仰与偏航角度(3.14=180度 1.57=90度) -->
            <origin xyz = "0 0 0 " rpy = " 0 0  "/>
            <!-- 3.颜色 -->
        </visual>

    </link>
</robot>

第三部分颜色设置：’

<robot name = "mycar">
    <link name = "base_link">
        <visual>
            <geometry>
                <box size = "0.4 0.2 0.1"/>
            </geometry>
            <origin xyz = "0 0 0 " rpy = " 0 0 0 "/>
            
            <!-- 3.颜色 -->
            <!-- 颜色: rgba = ""r=red g=green b=blue a=alpha(透明度) 四者的取值都是0-1 -->
            <material name = "car_locor">
                <color rgba = "0.2 0.5 0.2 0.6" />
            </material> -->
        </visual>
    </link>
</robot>

补充这里补充一下launch文件得内容：

<launch>
     <!-- 在参数服务器载入URDF文件 -->
    <param name="robot_description" textfile="$(find urdf01_rviz)/urdf/urdf/test2.urdf" />

    <!-- 启动 rviz -->
    <node pkg="rviz" type="rviz" name="rviz" args = "-d $(find urdf01_rviz)/config/my_car.rviz" />

</launch>