在ROS中完成一个机器小车的模型创建,传感器配置,仿真环境的设置,并控制机器小车进行运动。(1)

URDF模型可视化与Gazebo地图绘制
本文围绕机器人建模与仿真展开,介绍了urdf模型结合rviz可视化的操作,包括创建功能包、编写urdf和launch文件、图形化显示等;还阐述了gazebo绘制地图的步骤,如创建工作空间、绘制墙壁、保存地图文件,以及配置xacro小车模型文件和ROS运行环境。

一、urdf模型+rviz可视化

创建功能包,添加依赖。用的是Ubantu 20.04

cd catkin_ws  #进入工作空间
catkin_create_pkg jubot_demo urdf xacro #创建功能包、添加依赖
cd jubot_demo/
mkdir urdf
mkdir launch
mkdir meshes #存放渲染机器人模型的文件
mkdir config #存放rviz配置的文件

新建两个文档,jubot_base.urdf(放urdf文件夹下)
display_jubot_base_urdf.launch(放launch文件夹下)
config里的rviz文件是保存生成的,不用写

1. urdf文件

Unified Robot Description Format,统一机器人描述格式,简称为URDF
在这里插入图片描述
上图展示了模型的环节(link)与关节(joint)坐标关系,在基础模型之上,我们为机器人添加尺寸大小。由于每个环节的参考系都位于该环节的底部,关节也是如此,所以在表示尺寸大小时,只需要描述其相对于连接的关节的相对位置关系即可。URDF中的 origin 域就是用来表示这种相对关系。

如果我们为机器人的关节添加 axis 旋转轴参数,那么该机器人模型就可以具备基本的运动学参数。
在这里插入图片描述

关于参数欧拉角rpy,是roll(滚转角)、pitch(俯仰角)、yaw(偏航角),分别对应绕x轴、y轴、z轴

<?xml version="1.0" ?>
<robot name="jubot">
    
<!--base_car-->>
    <link name="base_link">   
        <visual> 
            <origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0"/> 
            <geometry>  
                <cylinder radius="0.20" length="0.16"/>             
            </geometry>
            <material name="yellow"> 
                <color rgba="1 0.4 0 1"/>  
            </material>
        </visual>
    </link>

<!--left_wheel-->>
    <joint name="left_wheel_joint" type="continuous">   
        <origin xyz="0.0 0.19 -0.05" rpy="0.0 0.0 0.0"/> 
        <parent link="base_link"/>  
        <child link="left_wheel_link"/> 
        <axis xyz="0.0 1.0 0.0"/>  
    </joint>

    <link name="left_wheel_link">
        <visual>
            <origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="1.5707 0.0 0.0"/>
            <geometry>
                <cylinder radius="0.06" length="0.025"/>
            </geometry>
            <material name="white">
                <color rgba="1 1 1 0.9"/>
            </material>
        </visual>
    </link>
 
<!--right_wheel-->>
    <joint name="right_wheel_joint" type="continuous">
        <origin xyz="0.0 -0.19 -0.05"/>
        <parent link="base_link"/>
        <child link="right_wheel_link"/>
        <axis xyz="0.0 1.0 0.0"/>
    </joint>

    <link name="right_wheel_link">
        <visual>
            <origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="1.5707 0.0 0.0"/>
            <geometry>
                <cylinder radius="0.06" length="0.025"/>
            </geometry>
            <material name="white">
                <color rgba="1 1.0 1.0 0.9"/>
            </material>
        </visual>
    </link>

<!--front_caster-->
    <joint name="front_caster_joint" type="continuous">
        <origin xyz="0.18 0.0 -0.095" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
        <parent link="base_link"/>
        <child link="front_caster_link"/>
        <axis xyz="0.0 1.0 0.0"/>
    </joint>

    <link name="front_caster_link">
        <visual>
            <origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
                <geometry>
                    <sphere radius="0.015"/>
                </geometry>
                <material name="black">
                    <color rgba="0.0 0.0 0.0 0.95"/>
                </material>
        </visual>
    </link>

<!--back_caster-->
    <joint name="back_caster_joint" type="continuous">
        <origin xyz="-0.18 0.0 -0.095" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
        <parent link="base_link"/>
        <child link="back_caster_link"/>
        <axis xyz="0.0 1.0 0.0"/>
    </joint>

    <link name="back_caster_link">
        <visual>
            <origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
                <geometry>
                    <sphere radius="0.015"/>
                </geometry>
            <material name="black">
                <color rgba="0.0 0.0 0.0 0.95"/>
            </material>
        </visual>
    </link>
</robot>

2. launch文件

<launch>
	<!-- 设置机器人模型路径参数 -->
	<param name="robot_description" textfile="$(find jubot_demo)/urdf/jubot_base.urdf" />

	<!-- 运行joint_state_publisher节点,发布机器人的关节状态  -->
	<node name="joint_state_publisher_gui" pkg="joint_state_publisher_gui" type="joint_state_publisher_gui" />
	
	<!-- 运行robot_state_publisher节点,发布tf  -->
	<node name
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