ROS(URDF机器人建模)

本文介绍如何创建mbot机器人的URDF模型,并详细解释了各部分组件的设计与配置,包括base_link、轮子、轮轴及传感器等。

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

新建功能包mbot_description

在功能包下新建文件config,launch,meshes,urdf。

在launch文件夹下新建文件display_mbot_base_urdf.launch

 1 <launch>
 2     <param name = "robot_description" textfile = "$(find mbot_description)/urdf/mbot_base.urdf"/>
 3 
 4     <!-- 设置GUI参数,显示关节控制插件 -->
 5     <param name="use_gui" value="true"/>
 6 
 7     <!-- 运行joint_state_publisher节点,发布机器人的关节状态 -->
 8     <node name="joint_state_publisher" pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" />
 9 
10     <!-- 运行robot_state_publisher节点,发布tf -->
11     <node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="state_publisher" />
12 
13     <!-- 运行rviz可视化界面 -->
14     <node name="rviz" pkg="rviz" type="rviz" args="-d $(find mbot_description)/config/mbot_urdf.rviz" required="true" />
15 </launch>

在urdf文件夹中新建文件mbot_base.urdf

  1 <?xml version="1.0" ?>
  2 <robot name="mbot">
  3 
  4     <link name="base_link">
  5         <visual>
  6             <origin xyz=" 0 0 0" rpy="0 0 0" />
  7             <geometry>
  8                 <cylinder length="0.16" radius="0.20"/>
  9             </geometry>
 10             <material name="yellow">
 11                 <color rgba="1 0.4 0 1"/>
 12             </material>
 13         </visual>
 14     </link>
 15 
 16     <joint name="left_wheel_joint" type="continuous">
 17         <origin xyz="0 0.19 -0.05" rpy="0 0 0"/>
 18         <parent link="base_link"/>
 19         <child link="left_wheel_link"/>
 20         <axis xyz="0 1 0"/>
 21     </joint>
 22 
 23     <link name="left_wheel_link">
 24         <visual>
 25             <origin xyz="0 0 0" rpy="1.5707 0 0" />
 26             <geometry>
 27                 <cylinder radius="0.06" length = "0.025"/>
 28             </geometry>
 29             <material name="white">
 30                 <color rgba="1 1 1 0.9"/>
 31             </material>
 32         </visual>
 33     </link>
 34 
 35     <joint name="right_wheel_joint" type="continuous">
 36         <origin xyz="0 -0.19 -0.05" rpy="0 0 0"/>
 37         <parent link="base_link"/>
 38         <child link="right_wheel_link"/>
 39         <axis xyz="0 1 0"/>
 40     </joint>
 41 
 42     <link name="right_wheel_link">
 43         <visual>
 44             <origin xyz="0 0 0" rpy="1.5707 0 0" />
 45             <geometry>
 46                 <cylinder radius="0.06" length = "0.025"/>
 47             </geometry>
 48             <material name="white">
 49                 <color rgba="1 1 1 0.9"/>
 50             </material>
 51         </visual>
 52     </link>
 53 
 54     <joint name="front_caster_joint" type="continuous">
 55         <origin xyz="0.18 0 -0.095" rpy="0 0 0"/>
 56         <parent link="base_link"/>
 57         <child link="front_caster_link"/>
 58         <axis xyz="0 1 0"/>
 59     </joint>
 60 
 61     <link name="front_caster_link">
 62         <visual>
 63             <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/>
 64             <geometry>
 65                 <sphere radius="0.015" />
 66             </geometry>
 67             <material name="black">
 68                 <color rgba="0 0 0 0.95"/>
 69             </material>
 70         </visual>
 71     </link>
 72 
 73     <joint name="back_caster_joint" type="continuous">
 74         <origin xyz="-0.18 0 -0.095" rpy="0 0 0"/>
 75         <parent link="base_link"/>
 76         <child link="back_caster_link"/>
 77         <axis xyz="0 1 0"/>
 78     </joint>
 79 
 80     <link name="back_caster_link">
 81         <visual>
 82             <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/>
 83             <geometry>
 84                 <sphere radius="0.015" />
 85             </geometry>
 86             <material name="black">
 87                 <color rgba="0 0 0 0.95"/>
 88             </material>
 89         </visual>
 90     </link>
 91 
 92     <link name="kinect_link">
 93         <visual>
 94             <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 1.5708"/>
 95             <geometry>
 96                 <mesh filename="package://mbot_description/meshes/kinect.dae" />
 97             </geometry>
 98         </visual>
 99     </link>
100 
101     <joint name="laser_joint" type="fixed">
102         <origin xyz="0.15 0 0.11" rpy="0 0 0"/>
103         <parent link="base_link"/>
104         <child link="kinect_link"/>
105     </joint>
106 
107 </robot>

 

在meshes文件夹下有文件

 

 

 

通过urdf_to_graphiz命令查看URDF模型结构:

 

生成PDF

转载于:https://www.cnblogs.com/112358nizhipeng/p/9469196.html

<think>好的,用户想了解如何使用ROS2进行URDF机器人建模的详细步骤。首先,我需要回忆一下ROS2中URDF建模的基本流程。记得URDF文件是用来描述机器人模型的,包括连杆、关节、传感器等。用户可能需要从创建包开始,然后建立文件夹结构,编写URDF文件,再通过工具验证。 第一步应该是创建一个ROS2的功能包。通常使用`ros2 pkg create`命令,并添加依赖如`urdf`和`rviz2`。然后需要在功能包下建立正确的目录结构,比如`urdf`文件夹存放URDF文件,`meshes`存放模型需要的3D网格文件,`launch`放启动文件,`config`放RViz的配置文件。 接下来是编写URDF文件。用户提到的例子是fishbot_base.urdf,可能需要包含机器人的底盘、轮子、传感器等部分。需要确保URDF语法正确,比如使用`<link>`定义部件,`<joint>`定义连接关系。可能还需要添加惯性属性、碰撞和可视化属性。 然后,用户可能需要验证URDF文件是否正确。使用`check_urdf`工具可以检查语法错误。在ROS2中,可能需要安装`urdfdom-tools`包来获得这个工具。如果用户没有安装,应该提醒他们安装。 之后是编写启动文件,使用`launch`文件来启动RViz2并加载URDF模型。可能需要使用`robot_state_publisher`节点来发布机器人的状态,并用`joint_state_publisher`来处理关节状态。同时,RViz2的配置可能需要保存,方便下次直接加载。 用户可能遇到的问题包括URDF文件路径错误、语法错误,或者RViz中看不到模型。需要提醒他们检查文件路径是否正确,URDF标签是否闭合,以及是否启动了必要的节点。 另外,用户可能对Xacro感兴趣,因为Xacro可以简化复杂的URDF文件。可以建议他们进一步学习Xacro来优化模型结构,比如使用宏和变量减少重复代码。 最后,需要生成相关问题,帮助用户深入理解,比如如何添加传感器、处理复杂的关节关系,或者优化URDF结构。这些问题应该覆盖用户可能遇到的下一步挑战,确保他们能够继续深入学习。</think>### ROS2 URDF机器人建模详细步骤教程 #### 一、环境准备 1. 安装ROS2基础环境(推荐Humble版本) 2. 安装必要依赖: ```bash sudo apt install ros-$ROS_DISTRO-urdf ros-$ROS_DISTRO-robot-state-publisher ros-$ROS_DISTRO-joint-state-publisher ``` #### 二、创建功能包 ```bash ros2 pkg create fishbot_description --build-type ament_cmake --dependencies urdf rviz2 ``` #### 三、文件结构搭建 ``` fishbot_description/ ├── urdf/ │ └── fishbot_base.urdf ├── meshes/ ├── launch/ │ └── display.launch.py ├── config/ │ └── rviz_config.rviz └── package.xml ``` #### 四、编写URDF文件(示例) ```xml <?xml version="1.0"?> <robot name="fishbot"> <!-- 基础连杆 --> <link name="base_link"> <visual> <geometry> <cylinder length="0.12" radius="0.20"/> </geometry> <material name="blue"> <color rgba="0 0.5 1 1"/> </material> </visual> <collision> <geometry> <cylinder length="0.12" radius="0.20"/> </geometry> </collision> <inertial> <mass value="3.0"/> <inertia ixx="0.1" ixy="0" ixz="0" iyy="0.1" iyz="0" izz="0.1"/> </inertial> </link> <!-- 左轮 --> <link name="left_wheel"> <visual> <geometry> <cylinder length="0.05" radius="0.05"/> </geometry> </visual> </link> <joint name="left_wheel_joint" type="continuous"> <parent link="base_link"/> <child link="left_wheel"/> <origin xyz="0 0.15 -0.05"/> </joint> </robot> ``` #### 五、验证URDF文件 ```bash check_urdf urdf/fishbot_base.urdf # 需先安装urdfdom-tools ``` #### 六、创建启动文件 ```python # display.launch.py from launch import LaunchDescription from launch_ros.actions import Node def generate_launch_description(): return LaunchDescription([ Node( package='robot_state_publisher', executable='robot_state_publisher', name='robot_state_publisher', output='screen', arguments=[urdf_file]), Node( package='joint_state_publisher', executable='joint_state_publisher', name='joint_state_publisher', output='screen'), Node( package='rviz2', executable='rviz2', name='rviz2', output='screen', arguments=['-d', rviz_config_file]) ]) ``` #### 七、编译与运行 ```bash colcon build --packages-select fishbot_description source install/setup.bash ros2 launch fishbot_description display.launch.py ``` [^1]: 《ROS2机器人建模URDF》8.2节详细说明了URDF文件结构定义规范
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