URDF文件的编写

在ROS机器人系统中，想要制造一个机器人，就需要编写机器人描述文件。也就是URDF(Unified Robot Description Format, 统一机器人描述格式)。其使XML文件格式来描述机器人，ROS里面提供了URDF文件的C++解释器，可以解析这种格式。

1.创建功能包
catkin_creage_pkg robot1_description

2.在功能包下新建urdf文件夹，新建robot1.urdf

<?xml version="1.0"?>
<robot name="robot1">     
    <link name="base_link">
           <visual>
                 <geometry>
                       <box size="0.2 .3 .1"/>
                 </geometry>
            <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.05"/>
            <material name="white">
                <color rgba="1 1 1 1"/>
            </material>
           </visual>     
     </link>

     <link name="wheel_1">
           <visual>
                 <geometry>
                       <cylinder length="0.05" radius="0.05"/>
                 </geometry>
            <origin rpy="0 1.5 0" xyz="0.1 0.1 0"/>
               <material name="black">
                <color rgba="0 0 0 1"/>
            </material>
        </visual>
     </link>

     <link name="wheel_2">
           <visual>
                 <geometry>
                       <cylinder length="0.05" radius="0.05"/>
                 </geometry>
            <origin rpy="0 1.5 0" xyz="-0.1 0.1 0"/>
               <material name="black"/>
           </visual>
     </link>

     <link name="wheel_3">
           <visual>
                 <geometry>
                       <cylinder length="0.05" radius="0.05"/>
                 </geometry>
            <origin rpy="0 1.5 0" xyz="0.1 -0.1 0"/>
               <material name="black"/>
           </visual>
     </link>

     <link name="wheel_4">
           <visual>
                 <geometry>
                       <cylinder length="0.05" radius="0.05"/>
                 </geometry>
            <origin rpy="0 1.5 0" xyz="-0.1 -0.1 0"/>
               <material name="black"/>
           </visual>
     </link>

     <joint name="base_to_wheel1" type="fixed">
           <parent link="base_link"/>
           <child link="wheel_1"/>
           <origin xyz="0 0 0"/>
     </joint>

     <joint name="base_to_wheel2" type="fixed">
           <parent link="base_link"/>
           <child link="wheel_2"/>
           <origin xyz="0 0 0"/>
     </joint>

     <joint name="base_to_wheel3" type="fixed">
           <parent link="base_link"/>
           <child link="wheel_3"/>
           <origin xyz="0 0 0"/>
     </joint>

     <joint name="base_to_wheel4" type="fixed">
           <parent link="base_link"/>
           <child link="wheel_4"/>
           <origin xyz="0 0 0"/>
     </joint>
</robot>

这是一个最简单的机器人，由一个底盘+四个轮子组成 (这里有5个link, 对应的就有4个joint)

3.在功能包下新建launch文件夹以及display.launch

<?xml version="1.0"?>
<launch>
	<arg name="model" />
	<arg name="gui" default="False" />
	<param name="robot_description" textfile="$(arg model)" />
	<param name="use_gui" value="$(arg gui)"/>
	<node name="joint_state_publisher" pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" ></node>
	<node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="state_publisher" />
	<node name="rviz" pkg="rviz" type="rviz" args="-d $(find urdf_tutorial)/urdf.rviz" />      
</launch>

其中：

是设置GUI参数，显示关节控制插件 这个好像也是必须的 type="joint_state_publisher" > 运行joint_state_publisher节点，发布机器人关节状态 运行robot_state_publisher节点，发布TF将机器人各个link,joint之间的关系通过TF的形式整理成三维姿态信息发布出去 运行rviz可视化界面

注意：这里最后这个一开始需要注释掉，因为找不到urdf_tutorial
更正： 查询发现，这个urdf_tutorial是一个功能包，需要额外安装。这里我们没有安装，使用:rospack list 查询发现：没有这个东西
安装方式： sudo apt-get install ros-kinetic-urdf-tutorial
安装完成后再次查询，就可以找到这个包了，这样添加进去就不会报错了。
会安装到/opt/ros/kinetic/share/urdf_tutorial

在本教程中的，后面添加机械臂那里，
这里也是，pr2_description也是一个ros包，需要额外安装,安装命令：
sudo apt-get install-pr2-description 这样就不会报错了
但是打开，终端会一直出现:

但是，出现的界面是对的：

4.编译
catkin_make

5.启动roslaunch
$ roslaunch robot1_description display.launch model:='这里改成自己的路路径/urdf/robot1.urdf’
把文件拖到终端里面就可以显示文件位置信息了

或者可以在launch 文件下： roslaunch display.launch model:='这里改成自己的路径/urdf/robot1.urdf’ 也就是说，不加功能包的名字，也是可以进行启动的。

6. 在rviz中进行显示，启动rviz
   rosrun rviz rviz

7.打开了rviz后，里面什么都没有的

点击左下角add,选择RobotMode

这里发现，小车的颜色不对，这里一定要注意，这里的map一定要改成baselink才会显示出小车真正的样子与颜色！！！！不然后续在里面改了，结果没看到效果！！！

补充：
连接(link)标签 官方详细说明

标签	功能
link	连接的可视化、碰撞和惯性属性设置
visual	设置连接的可视化属性
collision	设置连接的碰撞计算属性
inertial	设置连接的惯性属性
geometry	输入模型的形状。参数有：box、cylinder、sphere、radius等等
origin	link相对于世界坐标系的移动和旋转
material	设置连接的颜色和纹理 如：color rgba颜色 由red/green/blue/alpha 组成，每一个数字在 [0,1] 内。
mass	连接重量(单位：kg)的设置

关节(joint)标签 官方教程

标签	功能
joint	与连接的关系和关节类型的设置
parent	关节的父连接
child	关节的子连接
origin	将父连接坐标系转换为子连接坐标系
axis	设置旋转轴
limit	设置关节的速度、力和半径

注意：link 和joint里面都有origin这两者的区别？
1.link可以看成是一个真实的物体
2.joint可以看成是坐标系
3.一个物体在空间中，需要知道其位置，以及其坐标系
4.link中的origin就是在parent link中的joint坐标系，也就是parent的中心坐标系下进行的平移旋转后画出的图形
但是其自身坐标系不变，还是在原来的位置
joint的origin是说相对于parent坐标系，自己的坐标系的位置

<link name="wheel_1">
<origin rpy="0 1.5 0" xyz="0.1 0.1 0"/>

     <joint name="base_to_wheel1" type="fixed">
           <parent link="base_link"/>
           <child link="wheel_1"/>
           <origin xyz="0 0 0"/>

初始状态：

只更改：link 中的为：

发现link的位置变了，但是其自身坐标系没有变

再更改joint为
<origin xyz="0.5 0 0 ">

link的位置还是上一步的位置，自身坐标系变了

关节类型

fixed:固定关节，不允许运动
continuous: 转动关节，可以绕单轴无限旋转
revolute: 旋转关节，类似于continuous 但是旋转角度有限
prismatic:滑动关节，沿某一轴线移动的关节，带有位置极限
floating: 浮动关节，允许进行平移、旋转运动
planar: 平面关节，允许在平面正交方向上平移或者旋转

参考链接：

1. 创建urdf文件并在rviz中擦查看模型
2. 关于ufdf中link与joint的origin问题
3. 借鉴这个坐标转换图

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• 本文作者： 蓉城蒲菊
• 本文链接： https://github.com/liangpu597/2020/07/16/URDF文件的编写/
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