Gazebo系列教程＜构建一个机器人 2.1＞创建本体

最新推荐文章于 2024-12-25 11:21:54 发布

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本文介绍如何使用Gazebo创建机器人模型，包括模型结构、SDF文件编写及构建差动驱动机器人等关键技术。

一、模型结构与要求

gazebo可以通过GUI或者编程方式动态的加载模型。

Gazebo中的模型定义了具有动态、运动学和视觉属性的物理实体。另外，一个模型可能有一个或多个插件，这些插件会影响模型的行为。

模型可以代表任何东西，从简单的形状到复杂的机器人;甚至地面也是一个模型。

可以通过一下方式下载模型数据库：

 git clone https://github.com/osrf/gazebo_models

1.模型数据库结构

为了更好的管理以及设计，模型数据库必须遵循特定的目录和文件结构。

数据库的结构如下所示（仅有一个model_1的情况下）：

模型数据库的根目录包含两部分：（1）一个保存数据库信息的database.config配置文件；（2）所有模块的目录；

在每个模块的目录之下也包含一个model.config，内部是关于每个model的meta-data（应该翻译成元数据吧，我理解的就是原始数据吧）。

同时模型的目录下还包含模型、任何材质和插件的SDF文件。

以下是针对上述根目录包含的两部分，分别就具体内容进行说明：

（1）database 配置

注意编辑这里采用gedit，如果采用gvim编辑config与sdf可能存在gazebo不识别模型的情况。

database.config的格式如下：

<?xml version='1.0'?>
<database>
  <name>name_of_this_database</name>
  <license>Creative Commons Attribution 3.0 Unported</license>
  <models>
    <uri>file://model_directory</uri>
  </models>
</database>

database.config包含了数据库名字、模型的license信息，以及一个有效模型的列表。

（2）模型配置

每个模块必须在其根目录包含一个模型的配置文件

model.config的格式如下所示：

<?xml version="1.0"?>

<model>
  <name>My Model Name</name>
  <version>1.0</version>
  <sdf version='1.5'>model.sdf</sdf>

  <author>
    <name>My name</name>
    <email>name@email.address</email>
  </author>

  <description>
    A description of the model
  </description>
</model>

关于name、version、author这几项参数此处不解释，相信大家也能明白。

sdf参数，需要填入sdf文件，这里的sdf文件可以是网上下载的也可以是自己编辑的，description则是对于该模型的描述；

二、设计一个模型

SDF模型可以从简单的形状到复杂的机器人。其本质上就是连接（link），关节（joint）、碰撞对象、视觉效果和插件的集合。

1.SDF模型组成

sdf的模型组成主要包括links、joints、plugins，其中links又包括collision、visual、inertial、sensor、light。

（1）links

是一个模型的实体的物理特性，links可以是一个车轮、一个链环。每个link又可能包含可视化与碰撞部分。

因为碰撞检测的计算量非常大，甚至占到整个机器人控制中的90%以上，所以往往会通过简化模型的方式来降低碰撞检测的运算量。

所以才会有碰撞模型与可视化模型，可视化模型一般就是实际的模型外观，而碰撞模型则尽量采用规则的形状，力求简单。

（2）joints

joint是连接两个link的节点，也就是关节，关节参数主要包括子节点、父节点、旋转轴以及关节角限制。

（3）plugins

插件是由第三方创建的库

2.构建一个模型

gazebo到这里才开始涉及到实际的东西，终于可以动手操作一些东西了！

gazebo提供一些简单的例如长方体、球、圆柱基本的模型，在不满足设计要求的情况下，也可以通过绘图软件自己设计。

gazebo需要的模型文件的格式包括：STL，Collada，OBJ

产生一个简单的SDF文件：

<?xml version='1.0'?>
<sdf version="1.4">
  <model name="my_model">
    <pose>0 0 0.5 0 0 0</pose>
    <static>true</static>
    <link na

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一、模型结构与要求

1.模型数据库结构

二、设计一个模型

1.SDF模型组成

2.构建一个模型

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