ROS URDF、rviz、gazebo（1）
文章目录
- 1.URDF优化_xacro:
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- 1.1.xacro语法：
- 1.2.xacro之launch集成：
- 2.arbotix控制机器人运动:
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- 2.1.编写arbotix配置文件：
- 2.2.配置launch文件：
- 2.3.向话题发布信息：
- 3.URDF集成gazebo：
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- 3.1.创建功能包并导入相关依赖：
- 3.2.编写URDF文件：
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- 3.2.1.collision:
- 3.2.2.inertial：
- 3.2.3.颜色设置:
- 3.3.集成到launch文件并打开gazebo：
1.URDF优化_xacro:
1.1.xacro语法：
1.解析声明：xmlns
robot标签后添加一个属性xmlns:xacro=http://www.ros.rog/wiki/xacro。
2.属性定义：
3.属性调用：${属性名称}
4.属性运算：${数学表达式}
5.宏定义：xacro:macro name="宏名称" params="参数列表（多参数之间使用空格分隔）"
<xacro:macro name ="宏名称" params="参数列表（多参数之间使用空格分隔）">
...调用参数格式：${参数名}
xacro:macro >
6.宏调用：
7.文件包含：
1.2.xacro之launch集成：
在launch文件中添加：
<param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro $(find 功能包名)/urdf/xacro/文件名加后缀"/>
2.arbotix控制机器人运动:
2.1.编写arbotix配置文件：
# 该文件是控制器配置,一个机器人模型可能有多个控制器，比如: 底盘、机械臂、夹持器(机械手)....
# 因此，根 name 是 controller
controllers: {
# 单控制器设置
base_controller: {
#类型: 差速控制器
type: diff_controller,
#参考坐标
base_frame_id: base_footprint,
#两个轮子之间的间距
base_width: 0.2,
#控制频率
ticks_meter: 2000,
#PID控制参数，使机器人车轮快速达到预期速度
Kp: 12,
Kd: 12,
Ki: 0,
Ko: 50,
#加速限制
accel_limit: 1.0
}
}
文件配置错误可能会导致节点发布话题异常（无odom话题）的问题。
2.2.配置launch文件：
添加：
>
>
>
>
2.3.向话题发布信息：
使用命令rostopic pub -r 10 /cmd_vel geometry_msgs/Twist ...(Tab)
3.URDF集成gazebo：
3.1.创建功能包并导入相关依赖：
urdf xacro gazebo_ros gazebo_ros_control gazebo_plugins五个依赖。
3.2.编写URDF文件：
<robot name="mycar">
<link name="base_link">
<visual>
<geometry>
<box size="0.5 0.3 0.1"/>
geometry>
<material name="yellow">
<color rgba="0.5 0.3 0.0 0.5"/>
material>
<origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
visual>
<collision>
<geometry>
<box size="0.5 0.3 0.1"/>
geometry>
<origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
collision>
<inertial>
<origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
<mass value="2"/>
<inertia ixx="1" ixy="0" ixz="0" iyy="0" iyz="1" izz="1"/>
inertial>
link>
<gazebo reference="base_link">
<material>Gazebo/Redmaterial>
gazebo>
robot>
这里要注意gazebo中颜色的设置需要使用gazebo标签，reference属性，前面的颜色设置在gazebo中不会生效。碰撞参数和惯性矩阵后续需要加深学习。
3.2.1.collision:
如果机器人link是标准的几何体形状，和link的 visual 属性设置一致即可。
3.2.2.inertial：
惯性矩阵的设置需要结合link的质量与外形参数动态生成，标准的球体、圆柱与立方体的惯性矩阵公式如下(已经封装为 xacro 实现):
球体惯性矩阵：
<xacro:macro name="sphere_inertial_matrix" params="m r">
<inertial>
<mass value="${m}" />
<inertia ixx="${2*m*r*r/5}" ixy="0" ixz="0"
iyy="${2*m*r*r/5}" iyz="0"
izz="${2*m*r*r/5}" />
inertial>
xacro:macro>
圆柱惯性矩阵:
<xacro:macro name="cylinder_inertial_matrix" params="m r h">
<inertial>
<mass value="${m}" />
<inertia ixx="${m*(3*r*r+h*h)/12}" ixy = "0" ixz = "0"
iyy="${m*(3*r*r+h*h)/12}" iyz = "0"
izz="${m*r*r/2}" />
inertial>
xacro:macro>
立方体惯性矩阵:
<xacro:macro name="Box_inertial_matrix" params="m l w h">
<inertial>
<mass value="${m}" />
<inertia ixx="${m*(h*h + l*l)/12}" ixy = "0" ixz = "0"
iyy="${m*(w*w + l*l)/12}" iyz= "0"
izz="${m*(w*w + h*h)/12}" />
inertial>
xacro:macro>
需要注意的是，原则上，除了 base_footprint 外，机器人的每个刚体部分都需要设置惯性矩阵，且惯性矩阵必须经计算得出，如果随意定义刚体部分的惯性矩阵，那么可能会导致机器人在 Gazebo 中出现抖动，移动等现象。
3.2.3.颜色设置:
在 gazebo 中显示 link 的颜色，必须要使用指定的标签(在link外设置):
<gazebo reference="link节点名称">
<material>Gazebo/Bluematerial>
gazebo>
PS：material 标签中，设置的值区分大小写，颜色可以设置为 Red Blue Green Black …
3.3.集成到launch文件并打开gazebo：
需要在launch文件中添加：
<launch>
<param name="robot_description" textfile="$(find urdf02_gazebo)/urdf/demo01_helloworld.urdf"/>
<include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch"/>
<node pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" name="sp" args="-urdf -model car -param robot_description"/>
launch>
分别在参数服务器中加载机器人模型、打开gazebo、将参数服务器中的模型载入gazebo。
未完待续…