【工具篇】 Solidworks导出urdf模型 & Solidworks将stl文件转为obj文件 附过程中遇到的错误

如题，本篇解决两个问题： urdf模型的导出和 stl文件与obj文件的转换，另外列出来自己在探索过程中遇到的一些问题，希望能给各位提供一些参考

A.urdf模型的导出

solidworks中有一个插件，可以将装配体导出成urdf模型【并最终在drake仿真平台进行使用】，插件下载地址如下：
sw_urdf_exporter http://wiki.ros.org/sw_urdf_exporter

这个在网上应该能找到很多教程，在此贴上我当时使用的教程：Solidworks导出urdf模型下面多是记录笔者在操作时出现的一些问题

写在前面【太长不看版】：

• 最开始的base_link无法选择关节【但是并不代表base_link绝对固定】，因此n个joint应该需要n+1个零件
• 关于Reference Coordinate System参考坐标系的选择，无论是base_link还是其他关节，坐标系都应该设置在该零件上【也就是，并不需要设置"world_base"这种绝对坐标系】
• 关于参考坐标系方向的选择，应保证所有坐标系的xyz轴方向相同且与原点xyz方向一致【这一点上面的教程就有出错】
• 导出urdf模型时，注意两个joint之间的关系，通常是父子关系
• 在sw中最好设置一个合适的初始位置【竖直or水平】再导出，配合情况反而没那么重要【比如：底座能否前后左右上下移动这种，不影响】
• 最后导出时，记得修改文件名字，不要用"XXX.SLDASM"，这个名字是你的文件夹名和urdf文件的名字

A1 模型为纯转动副

参考该教程：Solidworks导出urdf模型
注意上面提到的参考坐标系方向的选择，教程有误【虽然纯移动副下可能不影响结果】

Q1.1 continuous和revolute的区别

二者都是旋转，前者可以旋转多圈，后者有限制

A2 模型中包括移动副

urdf中的移动关节joint的type属性为prismatic

一开始，我被urdf模型的这种树状结构给误导了（如下图），以为urdf中不能设置移动副，另外网上能找到的关于urdf设置平移的文章很少，因此困扰了我一段时间。
然而，urdf显然是可以设置移动副的，只需要将type属性设置成prismatic即可

设置一个固定不动的平台

除了运动副和移动副，你还需要设置一个固定不动的平台作为base_link，对应的坐标轴是固定的world_frame

我一开始的想法是做如下一个倒立摆模型，滑块可以在地面上移动，但是我发现无法实现（找不到base_link了）

最后我的解决方法是：加了一个固定的平台

为什么需要一个固定的平台呢？
——可以这么理解，一个joint存在于两个物体之间。那么此处移动副对应的两个物体就应该是滑块与"地板"【滑块在地板上滑动】，但是如果不设置这个固定不动的"地板"，移动副就变成滑块与NULL【滑块在____上滑动】之间的运动，找不到实体，定义不完全。

Q1.2 solidworks导出后移动副无法移动

参考上面的视频，导出urdf后，有时我们会发现模型的移动副无法移动，这时候可能是配合没设置移动副限位，这时候solidworks的工具会在导出的urdf上给我们自动加一个限位，让该关节无法移动（如下方代码），在urdf中找到它并注释即可

 <joint
    name="move_joint"
    type="prismatic">
    <origin
      xyz="-0.013673 -0.029493 0.01"
      rpy="0 0 -3.1416" />
    <parent
      link="base_link" />
    <child
      link="base" />
    <axis
      xyz="-1 0 0" />
    
    
  joint>

Q1.3 模型错位问题

设置的好好儿的模型导出后变样了，这是因为上面说的参考坐标系方向不统一

Q1.4 找不到对应的模型：

修改mesh标签【.STL处】的路径

Q1.4 每个stl模型都是整个装配体

如图所示，不知什么原因，建议重启sw重新搭建

如果重启无果，可以试试在最后的导出界面点到最下面的项目，再导出，但我认为是玄学

A3 将关节设置为驱动

为了使用LQR或者PID控制，需要将这些关节设置成"可控的变量"，即actuator
解决办法：
在 标签后加上这段：

<transmission type="SimpleTransmission">
    <joint name="your_Joint_name"/>
    <actuator name="your_motor_name"/>
transmission>  

B stl文件转为obj文件

obj文件是3D模型文件格式。由Alias|Wavefront公司为3D建模和动画软件"Advanced Visualizer"开发

转换的方法多种多样，比如可以使用一个叫meshlab的软件进行处理。

本文介绍的是另一种方法，在Solidworks上实现转换，这里需要你下载并打开ScanTo3D这一插件

• 要激活ScanTo3D，可以单击Solidworks上方的工具 > 插件
  

• 然后打开网格文件形式的.STL文件
  
  如果直接双击打开.stl的话，默认是图形文件，这样是错误的

  应该是

  可能会蹦出一个提示说模型小于1mm什么的，不用理会，确定就好

• 点击另存为，文件类型选择*.obj即可【图形文件下转换会失败】

Q2.1 无实体可通过WRL处理

这应该是直接将*.PRT;*.SLDPRT进行另存为导致的，正确做法是将他们先转为.stl再转.obj

实物展示

第一版实物长这样：第二版实物长这样:

试找出不同？
——底座高度高于杆了

此外，三者质量分别为25kg，0.643kg，0.009kg
大致满足$M_a$远大于$M_b$远大于$M_c$

此外之外，我是在drake上仿真的，说一点血泪教训：
仿真时间一定要拉短，1e-3甚至-4