URDF统一机器人建模语言

统一机器人建模语言

URDF（Unified Robot Description Format）统一机器人描述格式，URDF使用XML格式描述机器人文件。

我们从下面四个方面介绍URDF：

URDF的组成介绍

URDF-Link介绍

URDF-Joint介绍

创建一个简单的URDF并在RVIZ2中可视化

1.URDF的组成介绍

一般情况下，URDF由一个声明信息和两种关键组件共同组成

1.1 声明信息

声明信息包含两部分，第一部分是xml的声明信息，放在第一行

<?xml version="1.0"?>

第二部分是机器人的声明，通过robot标签就可以声明一个机器人模型

</robot>

1.2 两种关键组件

可以简化为如下五个部件组成：

躯体
左右轮子
支撑轮
雷达激光
IMU模块

这五个部件之间的固定方式为：

我们把左轮，右轮、支撑轮子，IMU和雷达部件称为机器人的Link

而Link和Link之间的连接部分称之为Joint关节

接着我们给每个link和joint取个名字。

所以我们就可以使用6个link和5个joint来描述这个机器人，接着我们分别对link和joint进行详细的介绍。

2.Link介绍

上面我们介绍完了link，那一个link该怎么写呢？

我们来看一个base_link的，通过link标签即可声明一个link,属性name指定部件名字

</link>

通过两行代码就可以定义好base_link，但现在的base_link是空的，我们还要声明我们的base_link长什么样，通过visual子标签就可以声明出来机器人的visual形状。

</geometry>

</visual>

</link>

2.1 link标签定义

link的子标签列表

visual 显示形状

<geometry> (几何形状)

<box> 长方体

标签属性: size-长宽高

举例：<box size="1 1 1" />

<cylinder> 圆柱体

标签属性:radius -半径 length-高度

举例：<cylinder radius="1" length="0.5"/>

sphere 球体

属性：radius -半径

举例：<sphere radius="0.015"/>

mesh 第三方导出的模型文件

属性：filename

举例: <mesh filename="package://robot_description/meshes/base_link.DAE"/>

origin (可选：默认在物体几何中心)

属性 xyz默认为零矢量 rpy弧度表示的翻滚、俯仰、偏航

举例：<origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />

material 材质

属性 name 名字

color

属性 rgba a代表透明度

举例：<material name="white"><color rgba="1.0 1.0 1.0 0.5" /> </material>

collision 碰撞属性，仿真章节中讲解

inertial 惯性参数质量等，仿真章节中讲解

3.Joint介绍

joint为机器人关节，机器人关节用于连接两个机器人部件，主要写明父子关系

父子之间的连接类型，是否固定的，可以旋转的等
父部件名字
子部件名字
父子之间相对位置
父子之间的旋转轴，绕哪个轴转

再建立一个雷达部件laser_link，然后将laser_link固定到base_link

<?xml version="1.0"?>

</geometry>

</visual>

</link>

</geometry>

</material>

</visual>

</link>

</joint>

</robot>

3.1 joint标签详解

joint属性

name 关节的名称

type 关节的类型

revolute: 旋转关节，绕单轴旋转,角度有上下限,比如舵机0-180

continuous: 旋转关节，可以绕单轴无限旋转,比如自行车的前后轮

fixed: 固定关节，不允许运动的特殊关节

prismatic: 滑动关节，沿某一轴线移动的关节，有位置极限

planer: 平面关节，允许在xyz，rxryrz六个方向运动

floating: 浮动关节，允许进行平移、旋转运动

joint的子标签

parent 父link名称

child子link名称

origin 父子之间的关系xyz rpy

axis 围绕旋转的关节轴