亚博microros小车-原生ubuntu支持系列：12 URDF 模型

ros2笔记-6.2 使用urdf创建机器人模型_urdf机器人建模-CSDN博客

之前跟小鱼老师大概了解过urdf模型。再贴一下亚博的介绍

4.1、组成部分

• link，连杆，可以想象成是人的手臂

• joint，关节，可以想象成是人的手肘关节

link与joint的关系：两个link之间通过关节连接起来，想象成手臂有小臂(link)和大臂(link)通过肘关节(joint)连接。

4.1.1、link

1）、简介

在URDF描述性语言中，link是用来描述物理特性的，

• 描述视觉显示， 标签。

• 描述碰撞属性， 标签。

• 描述物理惯性， 标签不常用。

Links还可以描述连杆尺寸(size)\颜色(color)\形状(shape)\惯性矩阵(inertial matrix)\碰撞参数(collision properties)等，每个Link会成为一个坐标系。

3）、标签介绍

• origin：描述的是位姿信息； xyz 属性描述的是在大环境中的坐标位置， rpy 属性描述的是自身的姿态。

• mess：描述的是link的质量。

• inertia：惯性参考系，由于转动惯性矩阵的对称性，只需要6个上三角元素 ixx, ixy, ixz, iyy, iyz, izz作为属性。

• geometry：标签描述的是形状； mesh 属性主要的功能是去加载纹理文件的， filename 属性纹理路径的文件地址

• material：标签描述的是材质； name 属性为必填项，可以为空，可以重复 。通过【color】标签中的 rgba

  属性来描述红、绿、蓝、透明度，中间用空格分隔。

4.1.2、joints

1）、简介

描述两个关节之间的关系，运动位置和速度限制，运动学和动力学属性。关节类型有以下几种：

• fixed：固定关节。不允许运动，起连接作用。

• continuous：旋转关节。可以持续旋转，没有旋转角度的限制。

• revolute：旋转关节。类似于continuous，有旋转角度的限制。

• prismatic：滑动关节。沿某一轴线移动，有位置限制。

• floating：悬浮关节。具备六个自由度，3T3R。

• planar：平面关节。允许在平面正交上方平移或者旋转。

在【joint】标签中 name 属性是 必填项，描述关节的名称,并且是唯一。在【joint】标签中 type 属性，对应填写六大关节类型。

3）、标签介绍

• origin：子标签,指的是旋转关节于 parent 所在坐标系的相对位置。

• parent，child：parent，child子标签代表的是两个要连接的link；parent是参照物，child围绕着praent旋转。

• axis：子标签表示child对应的link围绕哪一个轴（xyz）旋转和述绕固定轴的旋转量。

• limit：子标签主要是限制child的。 lower 属性和 upper 属性限制了旋转的弧度范围， effort 属性限制的是转动过程中的受力范围。(正负value值，单位为牛或N)， velocity 属性限制了转动时的速度，单位为米/秒或m/s。

• mimic：描述该关节与已有关节的关系。

• safety_controller：描述安全控制器参数。保护机器人关节的运动。

打开目录看了下，有meshes、urdf 文件夹

meshes：用来保存urdf中引用的机器人模型所需要的三维模型文件，这些文件为.stl格式，根据机器人的运动自由度，将机器人模型分割成了不同部分。其中.stl 无法之间文本查看
urdf：包含了一个roarm.urdf文件，这个文件用来描述meshes中的机器人模型相对位置的机构运动关系。这个urdf 是solidworks导出的。

代码相关

拷贝：

meshes文件夹，urdf文件夹、launch文件夹

src/yahboomcar_description/urdf/新建MicroROS.urdf，代码如下：

from ament_index_python.packages import get_package_share_path

from launch import LaunchDescription
from launch.actions import DeclareLaunchArgument
from launch.substitutions import Command, LaunchConfiguration

from launch_ros.actions import Node
from launch_ros.parameter_descriptions import ParameterValue

def generate_launch_description():
    urdf_tutorial_path = get_package_share_path('yahboomcar_description')
    default_model_path = urdf_tutorial_path / 'urdf/MicroROS.urdf'

    model_arg = DeclareLaunchArgument(name='model', default_value=str(default_model_path),
                                      description='Absolute path to robot urdf file')
    robot_description = ParameterValue(Command(['xacro ', LaunchConfiguration('model')]),
                                       value_type=str)

    robot_state_publisher_node = Node(
        package='robot_state_publisher',
        executable='robot_state_publisher',
        parameters=[{'robot_description': robot_description}]
    )

    joint_state_publisher_gui_node = Node(
        package='joint_state_publisher_gui',
        executable='joint_state_publisher_gui'
    )

    
    tf_base_footprint_to_base_link = Node(
        package='tf2_ros',
        executable='static_transform_publisher',
        arguments=['0', '0', '0.05', '0.0', '0.0', '0.0', 'base_footprint', 'base_link'],
    )
    
    return LaunchDescription([
        model_arg,
        joint_state_publisher_gui_node,
        robot_state_publisher_node,
        tf_base_footprint_to_base_link
    ])

• model_arg：加载模型参数，加载的模型为MicroROS.urdf

• joint_state_publisher_gui_node：发布sensor_msgs/JointState消息

• robot_state_publisher_node：机器人状态发布

• tf_base_footprint_to_base_link：发布base_footprint到base_link的静态变换

修改setup.py,增加urdf跟meshes文件夹拷贝。

安装下依赖：

sudo apt install ros-$ROS_DISTRO-joint-state-publisher-gui

运行：

ros2 launch yahboomcar_description display_launch.py

rivz2

如果提示：

[ERROR] [1737795000.757657365] [rviz2]: Error retrieving file [package://yahboomcar_description/meshes/zq_Link.STL]: Package [yahboomcar_description] does not exist

需要重新配置下环境变量。

进入rviz,选择将【Fixed Frame】改成base_linke，即可显示小车模型，

这是带TF模型

可见这种软件导出的urdf模型，比直接定义几何体形状精确多了。基本上1：1复原了真实小车。