ROS学习——URDF机器人建模

什么是URDF

• Unified Robot Description Format，统一机器人描述格式
• ROS中一个非常重要的机器人模型描述格式
• 可以解析URDF文件中使用XML格式描述的机器人模型
• ROS同时也提供URDF文件的C++解析器

URDF机器人模型的内容

连杆 link

关节 joint

运动学参数 axis

动力学参数 dynamics

可视化模型 visual

碰撞检测模型 collision

URDF机器人模型的标签

①link标签

描述机器人某个刚体部分的外观和物理属性；

尺寸、颜色、形状、惯性矩阵、碰撞参数等

xml格式的描述

<link name="<link name>">
<!-- 描述机器人link部分的外观参数, 尺寸、颜色、形状等的外观信息 -->
	<inertial>......</inertial>
	<!-- 描述link的惯性参数，主要用到机器人动力学的运算部分 -->
	<visual>......</visual>
	<!-- 描述link的碰撞属性 -->
	<collision>......</collision>
</link>

②joint标签

描述机器人关节的运动学和动力学属性；

包括关节运动的位置和速度限制；

根据关节运动形式，可以将起分为六种类型。

关节类型	描述
continuous	旋转关节，可以围绕单轴无限旋转
revolute	旋转关节，类似于continuous，但是有旋转的角度极限
prismatic	滑动关节，沿某一轴线移动的关节，带有位置极限
planar	平面关节，允许在平面正交方向上平移或者旋转
floating	浮动关节，允许进行平移、旋转运动
fixed	固定关节，不允许运动的特殊关节

xml描述格式

<joint name="<name of the joint>" type="<joint type>">
	<parent link="parent_link"/>
	<child link="child_link"/>
	<!--关节的参考位置，用来校准关节的绝对位置-->
	<calibration ....../>
	<!--描述关节的物理属性，例如物理静摩擦力-->
	<dynamics damping ....../>
	<!--描述运动的一些极限值，包括关节运动的上下限位置，速度限制-->
	<limit effort ....../>
	......
</joint>

③robot标签

完整机器人模型的最顶层标签

link和joint标签都必须包含在robot标签内

xml格式描述

<robot name="name of the robot">
	<link>......</link>
	<link>......</link>
	<joint>......</joint>
	<joint>......</joint>
</robot>

一、创建URDF功能包

1、创建一个机器人建模的功能包

cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg mbot_description urdf xacro

2、创建机器人建模的功能包的文件结构

cd ~/catkin_Ws/src/mbot_description
mkdir urdf	//存放机器人模型的URDF或xacro文件
mkdir meshes //放置URDF中引用的模型渲染文件
mkdir launch //保存相关启动文件
mkdir config //保存rviz的配置文件