亚博microros小车-原生ubuntu支持系列：12 URDF 模型

ros2笔记-6.2 使用urdf创建机器人模型_urdf机器人建模-CSDN博客

之前跟小鱼老师大概了解过urdf模型。再贴一下亚博的介绍

4.1、组成部分

link，连杆，可以想象成是人的手臂

joint，关节，可以想象成是人的手肘关节

link与joint的关系：两个link之间通过关节连接起来，想象成手臂有小臂(link)和大臂(link)通过肘关节(joint)连接。

4.1.1、link

1）、简介

在URDF描述性语言中，link是用来描述物理特性的，

描述视觉显示，标签。

描述碰撞属性，标签。

描述物理惯性，标签不常用。

Links还可以描述连杆尺寸(size)\颜色(color)\形状(shape)\惯性矩阵(inertial matrix)\碰撞参数(collision properties)等，每个Link会成为一个坐标系。

3）、标签介绍

origin：描述的是位姿信息； xyz 属性描述的是在大环境中的坐标位置， rpy 属性描述的是自身的姿态。

mess：描述的是link的质量。

inertia：惯性参考系，由于转动惯性矩阵的对称性，只需要6个上三角元素 ixx, ixy, ixz, iyy, iyz, izz作为属性。

geometry：标签描述的是形状； mesh 属性主要的功能是去加载纹理文件的， filename 属性纹理路径的文件地址

material：标签描述的是材质； name 属性为必填项，可以为空，可以重复。通过【color】标签中的 rgba

属性来描述红、绿、蓝、透明度，中间用空格分隔。

4.1.2、joints

1）、简介

描述两个关节之间的关系，运动位置和速度限制，运动学和动力学属性。关节类型有以下几种：

fixed：固定关节。不允许运动，起连接作用。

continuous：旋转关节。可以持续旋转，没有旋转角度的限制。

revolute：旋转关节。类似于continuous，有旋转角度的限制。

prismatic：滑动关节。沿某一轴线移动，有位置限制。

floating：悬浮关节。具备六个自由度，3T3R。

planar：平面关节。允许在平面正交上方平移或者旋转。

在【joint】标签中 name 属性是 必填项，描述关节的名称,并且是唯一。在【joint】标签中 type 属性，对应填写六大关节类型。

3）、标签介绍

origin：子标签,指的是旋转关节于 parent 所在坐标系的相对位置。

parent，child：parent，child子标签代表的是两个要连接的link；parent是参照物，child围绕着praent旋转。

axis：子标签表示child对应的link围绕哪一个轴（xyz）旋转和述绕固定轴的旋转量。

limit：子标签主要是限制child的。 lower 属性和 upper 属性限制了旋转的弧度范围， effort 属性限制的是转动过程中的受力范围。(正负value值，单位为牛或N)， velocity 属性限制了转动时的速度，单位为米/秒或m/s。

mimic：描述该关节与已有关节的关系。

safety_controller：描述安全控制器参数。保护机器人关节的运动。

打开目录看了下，有meshes、urdf 文件夹

meshes：用来保存urdf中引用的机器人模型所需要的三维模型文件，这些文件为.stl格式，根据机器人的运动自由度，将机器人模型分割成了不同部分。其中.stl 无法之间文本查看

urdf：包含了一个roarm.urdf文件，这个文件用来描述meshes中的机器人模型相对位置的机构运动关系。这个urdf 是solidworks导出的。

代码相关

拷贝：

meshes文件夹，urdf文件夹、launch文件夹

src/yahboomcar_description/urdf/新建MicroROS.urdf，代码如下：

XML 复制代码

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!-- This URDF was automatically created by SolidWorks to URDF Exporter! Originally created by Stephen Brawner (brawner@gmail.com) 
     Commit Version: 1.6.0-1-g15f4949  Build Version: 1.6.7594.29634
     For more information, please see http://wiki.ros.org/sw_urdf_exporter -->
<robot
  name="micro4.0">
  <link
    name="base_link">
    <inertial>
      <origin
        xyz="-0.0038187037800903 -0.000532399212617988 -0.00668209865413972"
        rpy="0 0 0" />
      <mass
        value="0.222555109690442" />
      <inertia
        ixx="0.000160582675692647"
        ixy="-8.18530574494391E-07"
        ixz="-2.74575507729664E-06"
        iyy="0.000176217109527607"
        iyz="1.64721285063183E-07"
        izz="0.000302441932451338" />
    </inertial>
    <visual>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/base_link.STL" />
      </geometry>
      <material
        name="">
        <color
          rgba="1 1 1 1" />
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/base_link.STL" />
      </geometry>
    </collision>
  </link>
  <link
    name="zq_Link">
    <inertial>
      <origin
        xyz="2.84786462870987E-05 0.00150864010556555 -6.41979491855862E-06"
        rpy="0 0 0" />
      <mass
        value="0.0141019725825625" />
      <inertia
        ixx="2.6630099758609E-06"
        ixy="1.26357217848149E-10"
        ixz="3.48142402253186E-10"
        iyy="4.6848091087889E-06"
        iyz="1.13495192666687E-11"
        izz="2.66447797487454E-06" />
    </inertial>
    <visual>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/zq_Link.STL" />
      </geometry>
      <material
        name="">
        <color
          rgba="0.647058823529412 0.619607843137255 0.588235294117647 1" />
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/zq_Link.STL" />
      </geometry>
    </collision>
  </link>
  <joint
    name="zq_Joint"
    type="continuous">
    <origin
      xyz="0.0455 0.0675 -0.02125"
      rpy="0 0 0" />
    <parent
      link="base_link" />
    <child
      link="zq_Link" />
    <axis
      xyz="0 1 0" />
  </joint>
  <link
    name="yq_Link">
    <inertial>
      <origin
        xyz="2.46503405071305E-05 -0.00150864013768208 1.56400066804556E-05"
        rpy="0 0 0" />
      <mass
        value="0.0141019726622963" />
      <inertia
        ixx="2.66339752604607E-06"
        ixy="-1.22792569566631E-10"
        ixz="-7.34799731138498E-10"
        iyy="4.68480910880912E-06"
        iyz="-3.18889570074274E-11"
        izz="2.66409042506092E-06" />
    </inertial>
    <visual>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/yq_Link.STL" />
      </geometry>
      <material
        name="">
        <color
          rgba="0.647058823529412 0.619607843137255 0.588235294117647 1" />
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/yq_Link.STL" />
      </geometry>
    </collision>
  </link>
  <joint
    name="yq_Joint"
    type="continuous">
    <origin
      xyz="0.0455 -0.0675 -0.02125"
      rpy="0 0 0" />
    <parent
      link="base_link" />
    <child
      link="yq_Link" />
    <axis
      xyz="0 -1 0" />
  </joint>
  <link
    name="yh_Link">
    <inertial>
      <origin
        xyz="-3.70764732487289E-06 -0.00150864010086474 -2.89569007898387E-05"
        rpy="0 0 0" />
      <mass
        value="0.0141019725703797" />
      <inertia
        ixx="2.66453003257312E-06"
        ixy="5.38819271008195E-11"
        ixz="-2.05112988374728E-10"
        iyy="4.68480910877904E-06"
        iyz="1.14855312609176E-10"
        izz="2.66295791816006E-06" />
    </inertial>
    <visual>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/yh_Link.STL" />
      </geometry>
      <material
        name="">
        <color
          rgba="0.647058823529412 0.619607843137255 0.588235294117647 1" />
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/yh_Link.STL" />
      </geometry>
    </collision>
  </link>
  <joint
    name="yh_Joint"
    type="continuous">
    <origin
      xyz="-0.0495 -0.0675 -0.02125"
      rpy="0 0 0" />
    <parent
      link="base_link" />
    <child
      link="yh_Link" />
    <axis
      xyz="0 -1 0" />
  </joint>
  <link
    name="zh_Link">
    <inertial>
      <origin
        xyz="2.71005454374126E-05 0.00150864011455075 -1.08539409463503E-05"
        rpy="0 0 0" />
      <mass
        value="0.0141019726113614" />
      <inertia
        ixx="2.66315588150881E-06"
        ixy="1.26558270834104E-10"
        ixz="5.60449660674614E-10"
        iyy="4.68480910884624E-06"
        iyz="-8.82832301592923E-12"
        izz="2.66433206935428E-06" />
    </inertial>
    <visual>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/zh_Link.STL" />
      </geometry>
      <material
        name="">
        <color
          rgba="0.647058823529412 0.619607843137255 0.588235294117647 1" />
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/zh_Link.STL" />
      </geometry>
    </collision>
  </link>
  <joint
    name="zh_Joint"
    type="continuous">
    <origin
      xyz="-0.0495 0.0675 -0.02125"
      rpy="0 0 0" />
    <parent
      link="base_link" />
    <child
      link="zh_Link" />
    <axis
      xyz="0 1 0" />
  </joint>
  <link
    name="imu_Link">
    <inertial>
      <origin
        xyz="-0.0316761324986627 0.00132159782250217 -0.000479349648167576"
        rpy="0 0 0" />
      <mass
        value="0.0132101454078263" />
      <inertia
        ixx="2.09255982058915E-06"
        ixy="-1.5860144299643E-08"
        ixz="-3.27485068549135E-10"
        iyy="4.73790359695282E-06"
        iyz="-2.29375131893769E-10"
        izz="6.79434472621533E-06" />
    </inertial>
    <visual>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/imu_Link.STL" />
      </geometry>
      <material
        name="">
        <color
          rgba="0.149019607843137 0.149019607843137 0.149019607843137 1" />
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/imu_Link.STL" />
      </geometry>
    </collision>
  </link>
  <joint
    name="imu_Joint"
    type="fixed">
    <origin
      xyz="-0.002999 -0.0030001 0.031701"
      rpy="0 0 0" />
    <parent
      link="base_link" />
    <child
      link="imu_Link" />
    <axis
      xyz="0 0 0" />
  </joint>
  <link
    name="radar_Link">
    <inertial>
      <origin
        xyz="2.50028066700073E-05 9.8943368066196E-05 -0.0175251744352531"
        rpy="0 0 0" />
      <mass
        value="0.0384696758414604" />
      <inertia
        ixx="8.81880784590578E-06"
        ixy="-1.66165059019566E-07"
        ixz="-1.11024960466139E-07"
        iyy="1.44967275960782E-05"
        iyz="-3.88415222298422E-08"
        izz="2.24335777017028E-05" />
    </inertial>
    <visual>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/radar_Link.STL" />
      </geometry>
      <material
        name="">
        <color
          rgba="0.180392156862745 0.180392156862745 0.180392156862745 1" />
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/radar_Link.STL" />
      </geometry>
    </collision>
  </link>
  <joint
    name="radar_Joint"
    type="fixed">
    <origin
      xyz="0 0 0.078933557468359"
      rpy="0 0 0" />
    <parent
      link="base_link" />
    <child
      link="radar_Link" />
    <axis
      xyz="0 0 0" />
  </joint>
  <link
    name="jq1_Link">
    <inertial>
      <origin
        xyz="0.0110585433790032 -0.00605208841063553 0.015781881952638"
        rpy="0 0 0" />
      <mass
        value="0.0115074341427154" />
      <inertia
        ixx="1.61581689683415E-06"
        ixy="1.00926034806027E-09"
        ixz="-2.6905085628935E-07"
        iyy="9.62368700578607E-07"
        iyz="7.36350494885753E-09"
        izz="1.35577194148353E-06" />
    </inertial>
    <visual>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/jq1_Link.STL" />
      </geometry>
      <material
        name="">
        <color
          rgba="0.776470588235294 0.756862745098039 0.737254901960784 1" />
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/jq1_Link.STL" />
      </geometry>
    </collision>
  </link>
  <joint
    name="jq1_Joint"
    type="revolute">
    <origin
      xyz="0.064 0 0.014"
      rpy="0 0 0" />
    <parent
      link="base_link" />
    <child
      link="jq1_Link" />
    <axis
      xyz="0 0 1" />
    <limit
      lower="-1.57"
      upper="1.57"
      effort="0"
      velocity="0" />
  </joint>
  <link
    name="jq2_Link">
    <inertial>
      <origin
        xyz="0.0135058163511177 0.000857671482029795 0.00288177408889561"
        rpy="0 0 0" />
      <mass
        value="0.0133313425901211" />
      <inertia
        ixx="1.96303534926057E-06"
        ixy="3.68224074620386E-09"
        ixz="2.60821852145315E-07"
        iyy="1.5250310537691E-06"
        iyz="5.421881574463E-09"
        izz="1.9926579435283E-06" />
    </inertial>
    <visual>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/jq2_Link.STL" />
      </geometry>
      <material
        name="">
        <color
          rgba="0.298039215686275 0.298039215686275 0.298039215686275 1" />
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://yahboomcar_description/meshes/jq2_Link.STL" />
      </geometry>
    </collision>
  </link>
  <joint
    name="jq2_Joint"
    type="revolute">
    <origin
      xyz="0.016864 8.4892E-05 0.023959"
      rpy="0 0 0" />
    <parent
      link="jq1_Link" />
    <child
      link="jq2_Link" />
    <axis
      xyz="0.0037845 -0.99999 0" />
    <limit
      lower="-1.57"
      upper="1.57"
      effort="0"
      velocity="0" />
  </joint>
</robot>

python 复制代码

from ament_index_python.packages import get_package_share_path

from launch import LaunchDescription
from launch.actions import DeclareLaunchArgument
from launch.substitutions import Command, LaunchConfiguration

from launch_ros.actions import Node
from launch_ros.parameter_descriptions import ParameterValue

def generate_launch_description():
    urdf_tutorial_path = get_package_share_path('yahboomcar_description')
    default_model_path = urdf_tutorial_path / 'urdf/MicroROS.urdf'

    model_arg = DeclareLaunchArgument(name='model', default_value=str(default_model_path),
                                      description='Absolute path to robot urdf file')
    robot_description = ParameterValue(Command(['xacro ', LaunchConfiguration('model')]),
                                       value_type=str)

    robot_state_publisher_node = Node(
        package='robot_state_publisher',
        executable='robot_state_publisher',
        parameters=[{'robot_description': robot_description}]
    )

    joint_state_publisher_gui_node = Node(
        package='joint_state_publisher_gui',
        executable='joint_state_publisher_gui'
    )

    
    tf_base_footprint_to_base_link = Node(
        package='tf2_ros',
        executable='static_transform_publisher',
        arguments=['0', '0', '0.05', '0.0', '0.0', '0.0', 'base_footprint', 'base_link'],
    )
    
    return LaunchDescription([
        model_arg,
        joint_state_publisher_gui_node,
        robot_state_publisher_node,
        tf_base_footprint_to_base_link
    ])

model_arg：加载模型参数，加载的模型为MicroROS.urdf
joint_state_publisher_gui_node：发布sensor_msgs/JointState消息
robot_state_publisher_node：机器人状态发布
tf_base_footprint_to_base_link：发布base_footprint到base_link的静态变换

修改setup.py,增加urdf跟meshes文件夹拷贝。

安装下依赖：

sudo apt install ros-$ROS_DISTRO-joint-state-publisher-gui

运行：

复制代码

ros2 launch yahboomcar_description display_launch.py

rivz2

如果提示：

ERROR\] \[1737795000.757657365\] \[rviz2\]: Error retrieving file \[package://yahboomcar_description/meshes/zq_Link.STL\]: Package \[yahboomcar_description\] does not exist 需要重新配置下环境变量。 进入rviz,选择将【Fixed Frame】改成base_linke，即可显示小车模型， ![](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/41ee4ecb1f254fc3801d02ccad2dff84.png) 这是带TF模型 ![](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/65b0c95bef3d444f99c61b2c73528ab1.png) 可见这种软件导出的urdf模型，比直接定义几何体形状精确多了。基本上1：1复原了真实小车。