Part4.3 ros中的坐标变换多坐标变换

1.实现目标
相对与world坐标系,有两个子坐标系,已经知道子坐标系的位置,求son1相对于son2的位置
2.发布两个坐标系相对于world的位置,用launch文件实现

<launch>
<!--发布son1和son2相对于world的关系-->
<node pkg="tf2_ros" name="son1toworld" type="static_transform_publisher" args="5 0 0 0 0 0 /world /son1" output="screen" />
<node pkg="tf2_ros" name="son2toworld" type="static_transform_publisher" args="4 0 5 0 0 0 /world /son2" output="screen" />

</launch>

3.发布坐标系的相对关系

#include "ros/ros.h"
#include "tf2_ros/transform_listener.h" //创建定阅对象所需的头文件
#
<think>好的,用户想知道如何在ROS2中加载并使用从SolidWorks导出的URDF文件。首先,我需要回忆一下整个流程的步骤,并确保每个步骤都正确无误。 首先,用户需要从SolidWorks导出URDF文件。我记得SolidWorks有一个URDF导出插件,可能需要用户先安装这个插件。安装完成后,用户应该在SolidWorks中正确设置各个链接和关节,尤其是坐标系和旋转轴的方向,因为ROS坐标系的要求比较严格,通常Z轴向上。如果用户没有正确设置,可能会导致模型在ROS中显示异常,比如部件位置不对或者关节运动方向错误。这里需要提醒用户仔细检查这些设置。 接下来,导出URDF时,用户需要指定每个关节的类型,比如固定关节、旋转关节等,并正确命名每个链接和关节。导出后的文件结构通常包括urdf文件夹、meshes文件夹等。需要确认导出的URDF文件是否符合语法规范,比如是否缺少必要的标签或属性。用户可能会遇到XML格式错误,这时候需要使用工具如check_urdf来验证URDF文件的有效性。 然后,用户需要将导出的URDF文件放入ROS2工作空间中。通常,会创建一个新的功能包,或者放在现有功能包的urdf目录下。同时,meshes文件夹中的模型文件路径是否正确也很重要,如果路径不对,ROS2会找不到模型文件,导致显示问题。这里可能需要提醒用户使用相对路径,并确保在URDF文件中正确引用这些路径。 接下来是编写启动文件。ROS2使用Python启动文件,用户需要创建一个launch文件,通过Node来启动robot_state_publisher,并指定URDF文件的路径。这里需要确认用户是否正确安装了robot_state_publisher和joint_state_publisher这些必要的包,否则启动时会报错。 然后,用户需要编译工作空间并运行启动文件。编译时使用colcon build,运行前需要source安装文件。如果用户忘记source,或者工作空间没有正确设置,可能导致找不到功能包或启动文件。这时候需要提醒用户检查编译过程是否有错误,并确认source命令是否正确执行。 最后,用户需要使用RViz来查看模型。在RViz中添加RobotModel和TF等插件,如果模型显示不正确,可能需要检查URDF中的坐标系、关节约束以及mesh文件的路径是否正确。此外,用户可能会遇到TF树的问题,比如缺少某些坐标系,这时候需要检查URDF中的每个链接和关节是否正确配置。 在思考过程中,还要考虑用户可能的常见错误,比如导出插件未正确安装、URDF语法错误、路径问题、启动文件配置错误等。需要针对这些问题给出解决方案,比如安装插件的方法,使用check_urdf工具,检查mesh文件路径,确认启动文件代码正确等。 总结下来,步骤大致分为导出URDF、验证URDF、整合到ROS2工作空间、编写启动文件、编译运行、可视化调试。需要详细说明每个步骤的具体操作和注意事项,确保用户能够一步步完成并解决问题。</think>以下是在ROS2中加载并使用SolidWorks导出的URDF文件的详细步骤: --- ### 一、SolidWorks导出URDF前的准备 1. **安装SW2URDF插件** - 从SolidWorks菜单栏验证插件是否已启用:`工具 > 插件 > 勾选ROS2URDF Exporter` - 若未安装,需先下载插件(官网或ROS社区资源) 2. **模型预处理** - 确保所有零部件具有明确的运动关系 - 设置正确的坐标系(ROS标准:Z轴向上) - 标注旋转轴方向(通过`Mate Controller`定义关节运动) --- ### 二、URDF导出操作 1. **执行导出** - `文件 > Export as URDF` 打开配置界面 - 按层级结构选择基础链接(base_link) - 逐个配置关节类型: ```xml <joint name="joint1" type="revolute"> <parent link="base_link"/> <child link="arm_link"/> <axis xyz="0 0 1"/> <!-- 旋转轴方向 --> </joint> ``` 2. **文件结构生成 - 自动创建包含以下内容的文件夹: ``` my_robot/ ├── urdf/ │ └── my_robot.urdf ├── meshes/ │ └── visual/ # 视觉模型 │ └── collision/ # 碰撞模型 └── launch/ └── display.launch.py ``` --- ### 三、ROS2环境整合 1. **创建工作空间** ```bash mkdir -p ~/ros2_ws/src cd ~/ros2_ws/src ros2 pkg create my_robot_description --build-type ament_cmake ``` 2. **文件部署** - 将导出的`my_robot`文件夹复制到: ``` ros2_ws/src/my_robot_description/ ``` 3. **修正路径引用 - 在URDF文件中修改mesh路径: ```xml <mesh filename="package://my_robot_description/meshes/visual/part1.stl"/> ``` --- ### 四、功能包配置 1. **编辑package.xml** ```xml <export> <build_type>ament_cmake</build_type> </export> <depend>urdf</depend> <depend>xacro</depend> ``` 2. **CMakeLists.txt配置 ```cmake install( DIRECTORY urdf meshes launch DESTINATION share/${PROJECT_NAME} ) ``` --- ### 五、启动文件编写 创建`launch/display.launch.py`: ```python from launch import LaunchDescription from launch_ros.actions import Node def generate_launch_description(): return LaunchDescription([ Node( package=&#39;robot_state_publisher&#39;, executable=&#39;robot_state_publisher&#39;, name=&#39;robot_state_publisher&#39;, output=&#39;screen&#39;, arguments=[{&#39;use_sim_time&#39;: False}], parameters=[{ &#39;robot_description&#39;: open(&#39;src/my_robot_description/urdf/my_robot.urdf&#39;).read() }] ), Node( package=&#39;joint_state_publisher_gui&#39;, executable=&#39;joint_state_publisher_gui&#39;, name=&#39;joint_state_publisher_gui&#39; ) ]) ``` --- ### 六、编译与验证 1. **编译工作空间** ```bash cd ~/ros2_ws colcon build --packages-select my_robot_description source install/setup.bash ``` 2. **URDF语法检查** ```bash check_urdf src/my_robot_description/urdf/my_robot.urdf ``` 3. **启动可视化** ```bash ros2 launch my_robot_description display.launch.py rviz2 ``` - RViz中添加`RobotModel`和`TF`显示 --- ### 七、常见问题排查 1. **模型不显示** - 检查meshes路径是否包含中文/特殊字符 - 确认STL文件采用ASCII格式(二进制格式可能导致解析失败) 2. **关节运动异常** ```xml <!-- 示例:修正关节限位 --> <limit effort="100" velocity="0.5" lower="-1.57" upper="1.57"/> ``` 3. **坐标系错位** - 在SolidWorks中通过`Evaluate > Mass Properties`检查坐标系方向 - 在URDF中添加坐标修正: ```xml <origin xyz="0.1 0 0.2" rpy="0 0 1.57"/> ``` --- 通过以上步骤,可实现从SolidWorks到ROS2的完整工作流。建议导出后先在Rviz中验证基础形态,再逐步添加传感器配置和运动控制。
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