URDF、Xacro编写及介绍及其在RVIZ中显示与控制

本文介绍了URDF文件的结构,包括links和joints的定义,并展示了如何检查URDF语法和使用图形化界面。还探讨了Xacro的优势,以及如何用代码移动机器人,涉及state_publisher.cpp的实现。此外,提到了如何将URDF转换为Xacro并在RVIZ和Gazebo中使用。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

URDF文件:

移动小车,包括四个轮子+一个手臂+一个夹具

文件内容:

描述机器人几何关系的两个主要方面:links and joints。

<robot name="origins">
	<link name="base_link">
   		<visual>
     			<geometry>
       				<box size="0.2 .3 .1"/>
     			</geometry>
			<origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.05"/>
			<material name="white">
				<color rgba="1 1 1 1"/>
			</material>
   		</visual>
 	</link>

link:几何定义,材料定义,原点定义

link定义完成后需要定义joint

 	<joint name="base_to_wheel1" type="fixed">
   		<parent link="base_link"/>
   		<child link="wheel_1"/>
   		<origin xyz="0 0 0"/>
 	</joint>

joint:关节连接类型(fixed , revolute , continuous , floating , or planar)、父、子关系、
当关节类型选为revolute:需要添加limit:
例如:

<joint name="arm_1_to_arm_base" type="revolute">
		<parent link="arm_base"/>
		<child link="arm_1"/>
		<axis xyz="1 0 0"/>
		<origin xyz="0 0 0.15"/>
		<limit effort ="1000.0" lower="-1.0" upper="1.0" velocity="0.5"/>
	</joint>

effort (maximum force supported by the joint);
lower to assign the lower limit of a joint (radian per revolute joints, meters for prismatic joints);
upper for the upper limit;
velocity for enforcing the max

要将URDF模型导入Gazebo并在ROS系统中进行可视化和控制,首先需要确保已经安装了ROS、Gazebo及相关依赖包。接着,可以利用xacro工具将复杂的URDF文件转换为更简洁的Xacro文件,以提高代码的可读性和可维护性。以下是详细步骤: 参考资源链接:[ROSGazebo模拟:URDF和SDF教程解答](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/6ygduo8451?spm=1055.2569.3001.10343) 1. 创建URDF文件:在URDF文件中定义机器人的各个链接(links)和关节(joints),包括它们的几何形状、物理属性和相互关系。例如,可以使用<inertia>标签定义惯性参数,使用<joint>标签定义关节类型和运动范围。 2. 使用Xacro简化URDF:通过Xacro可以创建可重用的宏定义,以减少重复代码。例如,可以定义一个宏来表示标准的轮子模型,并在URDF中通过调用这个宏来创建多个轮子。 3. 在Gazebo中加载URDF模型:编写一个ROS launch文件,使用`<robot>`标签和`<param>`标签将URDFXacro文件加载到Gazebo仿真环境中。可以通过设置`use_sim_time:=true`来确保Gazebo使用正确的模拟时间。 4. 运行仿真并可视化:使用`roslaunch`命令启动launch文件,启动Gazebo和rviz。在rviz中添加RobotModel显示类型,选中URDFXacro文件,即可在3D视图中查看机器人模型。此外,可以添加TF显示类型来查看机器人的坐标系变换。 5. 实现ros_control控制器:创建ros_control的控制器配置文件,定义所需的控制器类型、接口和参数。然后在launch文件中配置控制器管理器节点和控制器节点,以便在Gazebo中应用控制策略。 通过上述步骤,你可以将URDF模型成功导入Gazebo,并在rviz中进行可视化,同时利用ros_control对机器人的运动进行控制。这不仅锻炼了你的建模和仿真技能,也为深入研究ROS和机器人控制打下了基础。 为了进一步提升你的技能和理解,建议深入学习《ROSGazebo模拟:URDF和SDF教程解答》。该资料详细介绍URDF和SDF的定义、使用和在Gazebo中的集成方法,并通过实际案例加深对概念的理解。掌握这些知识后,你将能够更有效地处理复杂的机器人模型和控制需求。 参考资源链接:[ROSGazebo模拟:URDF和SDF教程解答](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/6ygduo8451?spm=1055.2569.3001.10343)
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