ROS实践（三）xacro文件基础（urdf扩展）

目录

一、定义

二、xacro 文件常见组成部分

1. 命名空间声明

2. 定义宏

3. 调用宏

4. 定义参数

5. 条件语句 

6. 转换 xacro 文件为 urdf

7. gazebo标签

三、代码示例

 1. gazebo标签使用（仿真参数配置）

 2. 引用仿真配置并定义机器人模型（结构）

 四、加载仿真模型（含传感器的机器人）

1. 编写launch文件。

2. 实际效果。

---

一、定义

        通俗来说，xacro 就是 urdf 文件的一种“进阶版”，它是用来简化和优化机器人的描述文件，使得多个机器人可以共享同样的部件和结构，避免重复编写相同的代码。

        假设你有很多机器人，它们的结构相似，比如都有轮子、传感器、臂部等部件。每次你需要为这些机器人写 urdf 文件时，都要重复描述每个部件（比如轮子、关节、传感器等）。这样写非常繁琐且容易出错。

   xacro 的作用 ：就是通过封装和参数化这些部件，使得你可以更方便地重用已有的结构，只需要少量的修改就可以生成不同机器人的 urdf 文件。类似C语言中函数的封装。

二、xacro 文件常见组成部分

1. 命名空间声明

        该命名空间的定义使得文件中的 xacro 特性能够正常工作，让你在模型中使用宏和其他 xacro 相关的功能。

2. 定义宏

        宏用于封装可复用的结构，例如机器人关节、链接等。你可以定义一个宏并在多个地方调用它，宏可以带有参数，这样就可以创建不同配置的部件。

3. 调用宏

        宏定义完成后，可以在 xacro 文件的任意位置调用宏来生成相应的部件。调用时，可以传递参数值来定制生成的部件。

4. 定义参数

        你可以在 xacro 文件中定义变量（参数），这些变量可以在宏中使用，也可以传递给其它部分。这使得配置变得更加灵活和动态。

        在这个例子中，wheel_radius 是一个参数，表示轮子的半径。在后续的代码中，可以直接使用这个参数。

5. 条件语句 

  xacro 支持条件语句，你可以根据不同的条件生成不同的机器人模型或某些部件。例如，如果你希望某个部件只有在某个参数为 true 时才创建，你可以使用 xacro:if 和 xacro:else。

6. 转换 xacro 文件为 urdf

        你可以使用 ROS 提供的工具来将 xacro 文件转换为 URDF 文件，生成的 URDF 文件可以直接用于机器人仿真、控制等。

rosrun xacro xacro mybot.xacro > mybot.urdf

7. gazebo标签

        在 XACRO 文件中， 标签用于定义与 Gazebo 仿真环境 相关的设置和插件。Gazebo 是一个强大的仿真工具，用于模拟机器人、传感器以及与环境的交互。当你在 XACRO 中使用 gazebo 标签时，通常是为了控制仿真中的物理属性、传感器和控制插件。这里将不再过多介绍该标签的用法，详细请查看其他博客。

三、代码示例

 1. gazebo标签使用（仿真参数配置）

        功能：用于描述一些物体以及传感器在gazebo仿真中的一些数据，例如摩擦系数、速度等等。

mybot_gazebo.xacro

  
  
  
  

  
  
    Gazebo/DarkGrey  
  

  
  
    0.5   
    0.5   
    500000.0 
    10.0    
    0.001  
    1.0  
    1 0 0 
    Gazebo/DarkGrey  
  

  
  
    0.5   
    0.5   
    500000.0 
    10.0    
    0.001  
    1.0  
    1 0 0 
    Gazebo/FlatBlack  
  

  
  
    0.1   
    0.1   
    500000.0 
    100.0   
    0.001  
    1.0  
    Gazebo/FlatBlack  
  

  
  
    
      true 
      $(arg imu_visual) 
    
    Gazebo/FlatBlack  
  

  
  
    
      cmd_vel   
      odom   
      odom   
      world 
      true   
      base_footprint 
      false 
      true   
      true 
      false 
      30   
      left_wheel_joint  
      right_wheel_joint 
      0.180 
      0.05   
      10 
      100   
      na  
    
  

  
  
    
      true  
      imu   
      imu  
      imu  
      imu_service 
      0.0  
      0  
      
        
          gaussian  
          
            0.0   
            2e-4 
            0.0000075  
            0.0000008 
          
          
            0.0   
            1.7e-2 
            0.1  
            0.001  
          
        
      
    
  

  
  
    Gazebo/FlatBlack  
    
      0 0 0 0 0 0 
      $(arg laser_visual)  
      7  
      
        
          
            720  
            0.5  
            0.0  
            6.28319 
          
        
        
          0.120  
          12.0   
          0.015 
        
        
          gaussian  
          0.0   
          0.01 
        
      
      
      
        scan  
        base_laser_link 
      
    
  

  
  
    
      true  
      $(arg camera_visual)  
      
          1.085595 
          
              640  
              480 
              R8G8B8 
          
          
              0.03  
              100  
          
      
      
      
        true  
        30.0  
        /  
        base_camera_link  
        image_raw  
        camera_info  
        0.07  
        0.0  
        0.0
        0.0
        0.0
        0.0
      
    
  

 2. 引用仿真配置并定义机器人模型（结构）

        功能：这段代码描述了一个机器人（mybot）的 物理模型和结构，代码通过定义多个链接（link）和关节（joint）来描述机器人的组成部分，包括主体、轮子、支撑轮、激光雷达等。当我们构建不同的机器人模型时，都可以引用之前的仿真配置。

        注意：这两个文件中的 中的 name 字段应该一致。

mybot1.xacro 

 四、加载仿真模型（含传感器的机器人）

1. 编写launch文件。

        最终我们运行的mybot1.xacro ，里面包含了机器人的模型和仿真配置文件。编写launch文件来启动仿真模型。代码中的gazebo_world.launch文件在下面文章中有介绍。ROS实践-虚拟仿真平台Stage/Gazebo（虚实结合）https://blog.csdn.net/qq_48361010/article/details/146096746?sharetype=blogdetail&sharerId=146096746&sharerefer=PC&sharesource=qq_48361010&spm=1011.2480.3001.8118

simulation_robot.launch

2. 实际效果。