ros笔记 URDF仿真 4.优化_xacro与语法

前面 URDF 文件构建机器人模型的过程中,存在若干问题。

问题1:在设计关节的位置时,需要按照一定的公式计算,公式是固定的,但是在 URDF 中依赖于人工计算,存在不便,容易计算失误,且当某些参数发生改变时,还需要重新计算。

问题2:URDF 中的部分内容是高度重复的,驱动轮与支撑轮的设计实现,不同轮子只是部分参数不同,形状、颜色、翻转量都是一致的,在实际应用中,构建复杂的机器人模型时,更是易于出现高度重复的设计,按照一般的编程涉及到重复代码应该考虑封装。

在编程语言中,可以通过变量结合函数直接解决上述问题,在 ROS 中,已经给出了类似编程的优化方案,称之为:Xacro 

初体验xacro 

需求描述:

创建一个四轮圆柱状机器人模型,机器人参数如下,底盘为圆柱状,半径 10cm,高 8cm,四轮由两个驱动轮和两个万向支撑轮组成,两个驱动轮半径为 3.25cm,轮胎宽度1.5cm,两个万向轮为球状,半径 0.75cm,底盘离地间距为 1.5cm(与万向轮直径一致)

使用xacro优化上一节案例中驱动轮实现,需要使用变量封装底盘的半径、高度,使用数学公式动态计算底盘的关节点坐标,使用 Xacro 宏封装轮子重复的代码并调用宏创建两个轮子(注意: 在此,演示 Xacro 的基本使用,不必要生成合法的 URDF )。

在xacro下新建文件 demo01_helloworld.urdf.xacro


    
    
    
    
    
    

    
    
        
            
                
                    
                

                

                
                    
                
            
        

        
        
            
            
            
            
            
        

    
    
    

第一个终端运行 roscore

第二个在xacro文件夹下 集成终端中打开 

rosrun xacro xacro demo01_helloworld.urdf.xacro

显示出大段文本----将xacro文件解析成urdf文件 ros笔记 URDF仿真 4.优化_xacro与语法_第1张图片ros笔记 URDF仿真 4.优化_xacro与语法_第2张图片ros笔记 URDF仿真 4.优化_xacro与语法_第3张图片

也可以将xacro文件导出为urdf文件 

rosrun xacro xacro demo01_helloworld.urdf.xacro > demo01_helloworld.urdf

可见生成的文件与打印的文本相同

ros笔记 URDF仿真 4.优化_xacro与语法_第4张图片

        xacro语法详解

在xacro下新建文件 demo02_Field.urdf.xacro

属性


    
    
    
    
    
    



运行看看效果 rosrun xacro xacro demo02_Field.urdf.xacro 

ros笔记 URDF仿真 4.优化_xacro与语法_第5张图片ros笔记 URDF仿真 4.优化_xacro与语法_第6张图片

 可见将注释保留 但定义属性没有显示。-定义后必须被调用

宏定义 

 类似于函数实现,提高代码复用率,优化代码结构,提高安全性




    




运行看看效果 rosrun xacro xacro demo03_macro.urdf.xacro

ros笔记 URDF仿真 4.优化_xacro与语法_第7张图片

文件包含 

机器人由多部件组成,不同部件可能封装为单独的 xacro 文件,最后再将不同的文件集成,组合为完整机器人,可以使用文件包含实现 

需求:  创建一个文件 包含之前demo02 03的相关文件


    
    
    
     

运行看看效果 rosrun xacro xacro demo04_sun.urdf.xacro

ros笔记 URDF仿真 4.优化_xacro与语法_第8张图片 ros笔记 URDF仿真 4.优化_xacro与语法_第9张图片

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