【ROS2】中级:URDF-重新开始构建可见呆板人模子

URDF（同一呆板人形貌格式）是一种用于在 ROS 中指定呆板人几何和组织的文件格式。
  

• 重新开始构建可见呆板人模子
  
• 构建一个可移动的呆板人模子
  
• 添加物理和碰撞属性
  
• 使用 Xacro 清理您的代码
  
•  使用 URDF 与 robot_state_publisher
  
• 天生 URDF 文件
  

  重新开始构建visual呆板人模子

  目标：学习怎样构建一个可以在 Rviz 中查看的呆板人visual模子
  教程级别：中级
   时间：20 分钟
   目录
  

•  一种形状
  
•  多种形状
  
•  开端
  
•  材质女孩
  
•  完成模子
  

   便条
  本教程假设您知道怎样编写格式良好的 XML 代码
  在本教程中，我们将构建一个大致看起来像 R2D2 的呆板人视觉模子。在后续教程中，您将学习怎样表达模子 https://docs.ros.org/en/jazzy/Tutorials/Intermediate/URDF/Building-a-Movable-Robot-Model-with-URDF.html ，添加一些物理属性 https://docs.ros.org/en/jazzy/Tutorials/Intermediate/URDF/Adding-Physical-and-Collision-Properties-to-a-URDF-Model.html ，并使用 xacro 天生更整洁的代码 https://docs.ros.org/en/jazzy/Tutorials/Intermediate/URDF/Using-Xacro-to-Clean-Up-a-URDF-File.html ，但如今，我们将专注于使视觉几何精确。
  在继续之前，请确保已安装 joint_state_publisher 软件包https://index.ros.org/p/joint_state_publisher 。假如您安装了 urdf_tutorial 二进制文件 https://index.ros.org/p/urdf_tutorial/ ，这应该已经是这种情况。假如没有，请更新您的安装以包含该软件包（使用 rosdep 举行查抄）。
  本教程中提到的所有呆板人模子（以及源文件）都可以在 urdf_tutorial 包中找到。https://github.com/ros/urdf_tutorial/tree/ros2/  源码下载
   一种形状

  首先，我们将探索一个简单的形状。这是你能制作的最简单的 urdf 之一。[来源：01-myfirst.urdf]

1. <?xml version="1.0"?> <!-- 声明 XML 版本为 1.0 -->
2. <robot name="myfirst"> <!-- 定义一个名为 "myfirst" 的机器人 -->
3.   <link name="base_link"> <!-- 定义一个名为 "base_link" 的链接 -->
4.     <visual> <!-- 定义视觉元素 -->
5.       <geometry> <!-- 定义几何形状 -->
6.         <cylinder length="0.6" radius="0.2"/> <!-- 定义一个长度为 0.6，半径为 0.2 的圆柱体 -->
7.       </geometry>
8.     </visual>
9.   </link>
10. </robot>

复制代码

要将 XML 翻译成英文，这是一个名为 myfirst 的呆板人，它只包含一个Link（即部分），其视觉组件只是一个长 0.6 米、半径 0.2 米的圆柱体。这对于一个简单的“hello world”类型的示例来说，可能看起来有很多封闭标签，但它会变得更复杂，信赖我。
  要查抄模子，请启动 display.launch.py 文件：

1. from launch import LaunchDescription  # 从launch模块导入LaunchDescription类
2. from launch.actions import DeclareLaunchArgument, IncludeLaunchDescription  # 从launch.actions模块导入DeclareLaunchArgument和IncludeLaunchDescription类
3. from launch.substitutions import LaunchConfiguration, PathJoinSubstitution  # 从launch.substitutions模块导入LaunchConfiguration和PathJoinSubstitution类
4. from launch_ros.substitutions import FindPackageShare  # 从launch_ros.substitutions模块导入FindPackageShare类
7. def generate_launch_description():  # 定义一个名为generate_launch_description的函数
8.     ld = LaunchDescription()  # 创建一个LaunchDescription对象
11.     urdf_tutorial_path = FindPackageShare('urdf_tutorial')  # 查找urdf_tutorial包的共享路径
12.     default_model_path = PathJoinSubstitution(['urdf', '01-myfirst.urdf'])  # 拼接默认的URDF模型路径
13.     default_rviz_config_path = PathJoinSubstitution([urdf_tutorial_path, 'rviz', 'urdf.rviz'])  # 拼接默认的RViz配置文件路径
16.     # 这些参数是为了向后兼容而保留的
17.     gui_arg = DeclareLaunchArgument(name='gui', default_value='true', choices=['true', 'false'],
18.                                     description='Flag to enable joint_state_publisher_gui')  # 声明一个名为gui的启动参数，默认值为true，可选值为true或false，描述为启用joint_state_publisher_gui的标志
19.     ld.add_action(gui_arg)  # 将gui_arg添加到LaunchDescription对象中
20.     rviz_arg = DeclareLaunchArgument(name='rvizconfig', default_value=default_rviz_config_path,
21.                                      description='Absolute path to rviz config file')  # 声明一个名为rvizconfig的启动参数，默认值为default_rviz_config_path，描述为RViz配置文件的绝对路径
22.     ld.add_action(rviz_arg)  # 将rviz_arg添加到LaunchDescription对象中
25.     # 这个参数的含义与以前的版本略有不同
26.     ld.add_action(DeclareLaunchArgument(name='model', default_value=default_model_path,
27.                                         description='Path to robot urdf file relative to urdf_tutorial package'))  # 声明一个名为model的启动参数，默认值为default_model_path，描述为相对于urdf_tutorial包的机器人URDF文件路径
30.     ld.add_action(IncludeLaunchDescription(
31.         PathJoinSubstitution([FindPackageShare('urdf_launch'), 'launch', 'display.launch.py']),  # 包含另一个启动文件display.launch.py
32.         launch_arguments={
33.             'urdf_package': 'urdf_tutorial',  # 设置urdf_package参数为urdf_tutorial
34.             'urdf_package_path': LaunchConfiguration('model'),  # 设置urdf_package_path参数为model启动参数的值
35.             'rviz_config': LaunchConfiguration('rvizconfig'),  # 设置rviz_config参数为rvizconfig启动参数的值
36.             'jsp_gui': LaunchConfiguration('gui')}.items()  # 设置jsp_gui参数为gui启动参数的值
37.     ))
40.     return ld  # 返回LaunchDescription对

复制代码

1. # display.launch.py
2. from launch import LaunchDescription
3. from launch.actions import DeclareLaunchArgument
4. from launch.actions import IncludeLaunchDescription
5. from launch.conditions import IfCondition, UnlessCondition
6. from launch.substitutions import LaunchConfiguration, PathJoinSubstitution
9. from launch_ros.actions import Node
10. from launch_ros.substitutions import FindPackageShare
13. # 生成启动描述函数
14. def generate_launch_description():
15.     ld = LaunchDescription()  # 创建一个LaunchDescription对象
18.     urdf_launch_package = FindPackageShare('urdf_launch')  # 查找urdf_launch包的共享路径
21.     # 添加启动参数，用于启用joint_state_publisher_gui
22.     ld.add_action(DeclareLaunchArgument(name='jsp_gui', default_value='true', choices=['true', 'false'],
23.                                         description='Flag to enable joint_state_publisher_gui'))
26.     # 设置rviz配置文件的默认路径
27.     default_rviz_config_path = PathJoinSubstitution([urdf_launch_package, 'config', 'urdf.rviz'])
28.     ld.add_action(DeclareLaunchArgument(name='rviz_config', default_value=default_rviz_config_path,
29.                                         description='Absolute path to rviz config file'))
32.     # 由于https://github.com/ros2/launch/issues/313，需要手动传递配置
33.     ld.add_action(IncludeLaunchDescription(
34.         PathJoinSubstitution([urdf_launch_package, 'launch', 'description.launch.py']),
35.         launch_arguments={
36.             'urdf_package': LaunchConfiguration('urdf_package'),
37.             'urdf_package_path': LaunchConfiguration('urdf_package_path')}.items()
38.     ))
41.     # 根据gui参数，启动joint_state_publisher或joint_state_publisher_gui
42.     ld.add_action(Node(
43.         package='joint_state_publisher',
44.         executable='joint_state_publisher',
45.         condition=UnlessCondition(LaunchConfiguration('jsp_gui'))
46.     ))
49.     ld.add_action(Node(
50.         package='joint_state_publisher_gui',
51.         executable='joint_state_publisher_gui',
52.         condition=IfCondition(LaunchConfiguration('jsp_gui'))
53.     ))
56.     # 启动rviz2节点
57.     ld.add_action(Node(
58.         package='rviz2',
59.         executable='rviz2',
60.         output='screen',
61.         arguments=['-d', LaunchConfiguration('rviz_config')],
62.     ))
63.     return ld  # 返回LaunchDescription对象

复制代码

1. ros2 launch urdf_tutorial display.launch.py model:=urdf/01-myfirst.urdf

复制代码

这做了三件事：
     

• 加载指定的模子并将其保存为 robot_state_publisher 节点的参数。
  
• 运行节点以发布 sensor_msgs/msg/JointState 和变换（稍后会具体先容）
  
• 使用配置文件启动 Rviz
  

    启动 display.launch.py 后，您应该会看到 RViz 显示以下内容：
  

  

•  注意事项：
  
  
  
  • 固定框架是网格中心所在的变换框架。在这里，它是由我们的一个链接 base_link 定义的框架。
    
  • 视觉元素（圆柱体）的原点默认位于其几何中心。因此，圆柱体的一半位于网格下方。
    
  
  

  

   多种形状

  如今让我们看看怎样添加多个形状/链接。假如我们只是向 urdf 中添加更多的链接元素，解析器将不知道将它们放在那里。因此，我们必须添加关节。关节元素可以指机动和不机动的关节。我们将从不机动的或固定的关节开始。[来源：02-multipleshapes.urdf]

1. <?xml version="1.0"?>
2. <!-- 定义XML版本 -->
3. <robot name="multipleshapes">
4.   <!-- 定义机器人名称为multipleshapes -->
5.   <link name="base_link">
6.     <!-- 定义一个名为base_link的链接 -->
7.     <visual>
8.       <!-- 定义视觉元素 -->
9.       <geometry>
10.         <!-- 定义几何形状 -->
11.         <cylinder length="0.6" radius="0.2"/>
12.         <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.6，半径为0.2 -->
13.       </geometry>
14.     </visual>
15.   </link>
18.   <link name="right_leg">
19.     <!-- 定义一个名为right_leg的链接 -->
20.     <visual>
21.       <!-- 定义视觉元素 -->
22.       <geometry>
23.         <!-- 定义几何形状 -->
24.         <box size="0.6 0.1 0.2"/>
25.         <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.6x0.1x0.2 -->
26.       </geometry>
27.     </visual>
28.   </link>
31.   <joint name="base_to_right_leg" type="fixed">
32.     <!-- 定义一个名为base_to_right_leg的关节，类型为固定 -->
33.     <parent link="base_link"/>
34.     <!-- 定义父链接为base_link -->
35.     <child link="right_leg"/>
36.     <!-- 定义子链接为right_leg -->
37.   </joint>
40. </robot>
41. <!-- 结束机器人定义 -->

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• 注意我们怎样定义一个 0.6 米 x 0.1 米 x 0.2 米的盒子。
  
• 关节是根据父节点和子节点来定义的。URDF 最终是一个具有一个根链接的树结构。这意味着腿的位置取决于 base_link 的位置。
  

1. ros2 launch urdf_tutorial display.launch.py model:=urdf/02-multipleshapes.urdf

复制代码

  这两个形状相互重叠，因为它们共享雷同的原点。假如我们不希望它们重叠，我们必须定义更多的原点。
  原点 Origin 
  R2D2 的腿连接到躯干的上半部分，在侧面。所以我们将关节的原点指定在那里。别的，它不是连接到腿的中间，而是连接到上部，所以我们也必须为腿的原点设置偏移。我们还将腿旋转，使其竖立。[来源：03-origins.urdf]

1. <?xml version="1.0"?>
2. <robot name="origins">
3.   <!-- 定义一个名为base_link的链接 -->
4.   <link name="base_link">
5.     <visual>
6.       <geometry>
7.         <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.6，半径为0.2 -->
8.         <cylinder length="0.6" radius="0.2"/>
9.       </geometry>
10.     </visual>
11.   </link>
14.   <!-- 定义一个名为right_leg的链接 -->
15.   <link name="right_leg">
16.     <visual>
17.       <geometry>
18.         <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.6 0.1 0.2 -->
19.         <box size="0.6 0.1 0.2"/>
20.       </geometry>
21.       <!-- 设置视觉元素的原点，绕Y轴旋转90度，沿Z轴平移-0.3 -->
22.       <origin rpy="0 1.57075 0" xyz="0 0 -0.3"/>
23.     </visual>
24.   </link>
27.   <!-- 定义一个名为base_to_right_leg的固定关节 -->
28.   <joint name="base_to_right_leg" type="fixed">
29.     <!-- 父链接为base_link -->
30.     <parent link="base_link"/>
31.     <!-- 子链接为right_leg -->
32.     <child link="right_leg"/>
33.     <!-- 设置关节的原点，沿Y轴平移-0.22，沿Z轴平移0.25 -->
34.     <origin xyz="0 -0.22 0.25"/>
35.   </joint>
38. </robot>

复制代码

• 让我们首先查抄关节的原点。它是根据父参考系定义的。因此，我们在 y 方向上是 -0.22 米（向我们的左边，但相对于轴向右），在 z 方向上是 0.25 米（向上）。这意味着子 link 的原点将向上和向右，无论子链接的视觉原点标签怎样。由于我们没有指定 rpy（滚转俯仰偏航）属性，子框架默认将具有与父框架雷同的方向。
  
• 如今，看看腿的视觉原点，它有一个 xyz 和 rpy 偏移。这定义了视觉元素的中心相对于其原点的位置。由于我们希望腿部连接在顶部，我们通过将 z 偏移设置为 -0.3 米来向下偏移原点。由于我们希望腿的长部分与 z 轴平行，我们将视觉部分绕 Y 轴旋转 PI/2。
  

1. ros2 launch urdf_tutorial display.launch.py model:=urdf/03-origins.urdf

复制代码

  

• 启动文件运行包，这些包将根据您的 URDF 为模子中的每个链接创建 TF 框架。Rviz 使用这些信息来确定显示每个形状的位置。
  
• 假如给定的 URDF 链接不存在 TF 框架，那么它将被放置在原点处显示为白色（参考相关题目）。
  

  材质女孩

  “好吧，”我听到你说。“那很可爱，但不是每个人都有 B21。我的呆板人和 R2D2 不是赤色的！” 这是一个很好的观点。让我们看看材质标签。[来源：04-materials.urdf]

1. <?xml version="1.0"?>
2. <!-- 定义XML版本 -->
3. <robot name="materials">
4.   <!-- 定义机器人名称为materials -->
7.   <material name="blue">
8.     <!-- 定义一个名为blue的材质 -->
9.     <color rgba="0 0 0.8 1"/>
10.     <!-- 定义颜色为蓝色，RGBA值为(0, 0, 0.8, 1) -->
11.   </material>
14.   <material name="white">
15.     <!-- 定义一个名为white的材质 -->
16.     <color rgba="1 1 1 1"/>
17.     <!-- 定义颜色为白色，RGBA值为(1, 1, 1, 1) -->
18.   </material>
21.   <link name="base_link">
22.     <!-- 定义一个名为base_link的链接 -->
23.     <visual>
24.       <!-- 定义视觉元素 -->
25.       <geometry>
26.         <!-- 定义几何形状 -->
27.         <cylinder length="0.6" radius="0.2"/>
28.         <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.6，半径为0.2 -->
29.       </geometry>
30.       <material name="blue"/>
31.       <!-- 使用名为blue的材质 -->
32.     </visual>
33.   </link>
36.   <link name="right_leg">
37.     <!-- 定义一个名为right_leg的链接 -->
38.     <visual>
39.       <!-- 定义视觉元素 -->
40.       <geometry>
41.         <!-- 定义几何形状 -->
42.         <box size="0.6 0.1 0.2"/>
43.         <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.6x0.1x0.2 -->
44.       </geometry>
45.       <origin rpy="0 1.57075 0" xyz="0 0 -0.3"/>
46.       <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转1.57075弧度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, -0.3) -->
47.       <material name="white"/>
48.       <!-- 使用名为white的材质 -->
49.     </visual>
50.   </link>
53.   <joint name="base_to_right_leg" type="fixed">
54.     <!-- 定义一个名为base_to_right_leg的关节，类型为固定 -->
55.     <parent link="base_link"/>
56.     <!-- 定义父链接为base_link -->
57.     <child link="right_leg"/>
58.     <!-- 定义子链接为right_leg -->
59.     <origin xyz="0 -0.22 0.25"/>
60.     <!-- 定义关节的原点，位置为(0, -0.22, 0.25) -->
61.   </joint>
64.   <link name="left_leg">
65.     <!-- 定义一个名为left_leg的链接 -->
66.     <visual>
67.       <!-- 定义视觉元素 -->
68.       <geometry>
69.         <!-- 定义几何形状 -->
70.         <box size="0.6 0.1 0.2"/>
71.         <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.6x0.1x0.2 -->
72.       </geometry>
73.       <origin rpy="0 1.57075 0" xyz="0 0 -0.3"/>
74.       <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转1.57075弧度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, -0.3) -->
75.       <material name="white"/>
76.       <!-- 使用名为white的材质 -->
77.     </visual>
78.   </link>
81.   <joint name="base_to_left_leg" type="fixed">
82.     <!-- 定义一个名为base_to_left_leg的关节，类型为固定 -->
83.     <parent link="base_link"/>
84.     <!-- 定义父链接为base_link -->
85.     <child link="left_leg"/>
86.     <!-- 定义子链接为left_leg -->
87.     <origin xyz="0 0.22 0.25"/>
88.     <!-- 定义关节的原点，位置为(0, 0.22, 0.25) -->
89.   </joint>
92. </robot>
93. <!-- 结束机器人定义 -->

复制代码

• 如今身体是蓝色的。我们定义了一种称为“蓝色”的新质料，其赤色、绿色、蓝色和 alpha 通道分别定义为 0、0、0.8 和 1。所有值都可以在 [0,1] 范围内。然后，该质料由 base_link 的视觉元素引用。白色质料的定义类似。
  
• 您还可以在视觉元素中定义质料标签，甚至在其他链接中引用它。不过，纵然您重新定义它，也不会有人抱怨。
  
• 您还可以使用纹理来指定用于为对象着色的图像文件
  

1. ros2 launch urdf_tutorial display.launch.py model:=urdf/04-materials.urdf

复制代码

  完成模子 

  如今我们用一些更多的形状来完成模子：脚、轮子和头。最值得注意的是，我们添加了一个球体和一些网格。我们还会添加一些其他的部件，以便以后使用。[来源：05-visual.urdf]

1. <?xml version="1.0"?>
2. <!-- 定义XML版本 -->
3. <robot name="visual">
4.   <!-- 定义机器人名称为visual -->
7.   <material name="blue">
8.     <!-- 定义一个名为blue的材质 -->
9.     <color rgba="0 0 0.8 1"/>
10.     <!-- 定义颜色为蓝色，RGBA值为(0, 0, 0.8, 1) -->
11.   </material>
12.   <material name="black">
13.     <!-- 定义一个名为black的材质 -->
14.     <color rgba="0 0 0 1"/>
15.     <!-- 定义颜色为黑色，RGBA值为(0, 0, 0, 1) -->
16.   </material>
17.   <material name="white">
18.     <!-- 定义一个名为white的材质 -->
19.     <color rgba="1 1 1 1"/>
20.     <!-- 定义颜色为白色，RGBA值为(1, 1, 1, 1) -->
21.   </material>
24.   <link name="base_link">
25.     <!-- 定义一个名为base_link的链接 -->
26.     <visual>
27.       <!-- 定义视觉元素 -->
28.       <geometry>
29.         <!-- 定义几何形状 -->
30.         <cylinder length="0.6" radius="0.2"/>
31.         <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.6，半径为0.2 -->
32.       </geometry>
33.       <material name="blue"/>
34.       <!-- 使用名为blue的材质 -->
35.     </visual>
36.   </link>
39.   <link name="right_leg">
40.     <!-- 定义一个名为right_leg的链接 -->
41.     <visual>
42.       <!-- 定义视觉元素 -->
43.       <geometry>
44.         <!-- 定义几何形状 -->
45.         <box size="0.6 0.1 0.2"/>
46.         <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.6x0.1x0.2 -->
47.       </geometry>
48.       <origin rpy="0 1.57075 0" xyz="0 0 -0.3"/>
49.       <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转1.57075弧度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, -0.3) -->
50.       <material name="white"/>
51.       <!-- 使用名为white的材质 -->
52.     </visual>
53.   </link>
56.   <joint name="base_to_right_leg" type="fixed">
57.     <!-- 定义一个名为base_to_right_leg的关节，类型为固定 -->
58.     <parent link="base_link"/>
59.     <!-- 定义父链接为base_link -->
60.     <child link="right_leg"/>
61.     <!-- 定义子链接为right_leg -->
62.     <origin xyz="0 -0.22 0.25"/>
63.     <!-- 定义关节的原点，位置为(0, -0.22, 0.25) -->
64.   </joint>
67.   <link name="right_base">
68.     <!-- 定义一个名为right_base的链接 -->
69.     <visual>
70.       <!-- 定义视觉元素 -->
71.       <geometry>
72.         <!-- 定义几何形状 -->
73.         <box size="0.4 0.1 0.1"/>
74.         <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.4x0.1x0.1 -->
75.       </geometry>
76.       <material name="white"/>
77.       <!-- 使用名为white的材质 -->
78.     </visual>
79.   </link>
82.   <joint name="right_base_joint" type="fixed">
83.     <!-- 定义一个名为right_base_joint的关节，类型为固定 -->
84.     <parent link="right_leg"/>
85.     <!-- 定义父链接为right_leg -->
86.     <child link="right_base"/>
87.     <!-- 定义子链接为right_base -->
88.     <origin xyz="0 0 -0.6"/>
89.     <!-- 定义关节的原点，位置为(0, 0, -0.6) -->
90.   </joint>
93.   <link name="right_front_wheel">
94.     <!-- 定义一个名为right_front_wheel的链接 -->
95.     <visual>
96.       <!-- 定义视觉元素 -->
97.       <origin rpy="1.57075 0 0" xyz="0 0 0"/>
98.       <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转1.57075弧度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, 0) -->
99.       <geometry>
100.         <!-- 定义几何形状 -->
101.         <cylinder length="0.1" radius="0.035"/>
102.         <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.1，半径为0.035 -->
103.       </geometry>
104.       <material name="black"/>
105.       <!-- 使用名为black的材质 -->
106.     </visual>
107.   </link>
108.   <joint name="right_front_wheel_joint" type="fixed">
109.     <!-- 定义一个名为right_front_wheel_joint的关节，类型为固定 -->
110.     <parent link="right_base"/>
111.     <!-- 定义父链接为right_base -->
112.     <child link="right_front_wheel"/>
113.     <!-- 定义子链接为right_front_wheel -->
114.     <origin rpy="0 0 0" xyz="0.133333333333 0 -0.085"/>
115.     <!-- 定义关节的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0.133333333333, 0, -0.085) -->
116.   </joint>
119.   <link name="right_back_wheel">
120.     <!-- 定义一个名为right_back_wheel的链接 -->
121.     <visual>
122.       <!-- 定义视觉元素 -->
123.       <origin rpy="1.57075 0 0" xyz="0 0 0"/>
124.       <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转1.57075弧度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, 0) -->
125.       <geometry>
126.         <!-- 定义几何形状 -->
127.         <cylinder length="0.1" radius="0.035"/>
128.         <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.1，半径为0.035 -->
129.       </geometry>
130.       <material name="black"/>
131.       <!-- 使用名为black的材质 -->
132.     </visual>
133.   </link>
134.   <joint name="right_back_wheel_joint" type="fixed">
135.     <!-- 定义一个名为right_back_wheel_joint的关节，类型为固定 -->
136.     <parent link="right_base"/>
137.     <!-- 定义父链接为right_base -->
138.     <child link="right_back_wheel"/>
139.     <!-- 定义子链接为right_back_wheel -->
140.     <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.133333333333 0 -0.085"/>
141.     <!-- 定义关节的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(-0.133333333333, 0, -0.085) -->
142.   </joint>
145.   <link name="left_leg">
146.     <!-- 定义一个名为left_leg的链接 -->
147.     <visual>
148.       <!-- 定义视觉元素 -->
149.       <geometry>
150.         <!-- 定义几何形状 -->
151.         <box size="0.6 0.1 0.2"/>
152.         <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.6x0.1x0.2 -->
153.       </geometry>
154.       <origin rpy="0 1.57075 0" xyz="0 0 -0.3"/>
155.       <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转1.57075弧度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, -0.3) -->
156.       <material name="white"/>
157.       <!-- 使用名为white的材质 -->
158.     </visual>
159.   </link>
162.   <joint name="base_to_left_leg" type="fixed">
163.     <!-- 定义一个名为base_to_left_leg的关节，类型为固定 -->
164.     <parent link="base_link"/>
165.     <!-- 定义父链接为base_link -->
166.     <child link="left_leg"/>
167.     <!-- 定义子链接为left_leg -->
168.     <origin xyz="0 0.22 0.25"/>
169.     <!-- 定义关节的原点，位置为(0, 0.22, 0.25) -->
170.   </joint>
173.   <link name="left_base">
174.     <!-- 定义一个名为left_base的链接 -->
175.     <visual>
176.       <!-- 定义视觉元素 -->
177.       <geometry>
178.         <!-- 定义几何形状 -->
179.         <box size="0.4 0.1 0.1"/>
180.         <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.4x0.1x0.1 -->
181.       </geometry>
182.       <material name="white"/>
183.       <!-- 使用名为white的材质 -->
184.     </visual>
185.   </link>
188. <joint name="left_base_joint" type="fixed">
189.   <!-- 定义一个名为left_base_joint的关节，类型为固定 -->
190.   <parent link="left_leg"/>
191.   <!-- 定义父链接为left_leg -->
192.   <child link="left_base"/>
193.   <!-- 定义子链接为left_base -->
194.   <origin xyz="0 0 -0.6"/>
195.   <!-- 定义关节的原点，位置为(0, 0, -0.6) -->
196. </joint>
199. <link name="left_front_wheel">
200.   <!-- 定义一个名为left_front_wheel的链接 -->
201.   <visual>
202.     <!-- 定义视觉元素 -->
203.     <origin rpy="1.57075 0 0" xyz="0 0 0"/>
204.     <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转1.57075弧度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, 0) -->
205.     <geometry>
206.       <!-- 定义几何形状 -->
207.       <cylinder length="0.1" radius="0.035"/>
208.       <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.1，半径为0.035 -->
209.     </geometry>
210.     <material name="black"/>
211.     <!-- 使用名为black的材质 -->
212.   </visual>
213. </link>
214. <joint name="left_front_wheel_joint" type="fixed">
215.   <!-- 定义一个名为left_front_wheel_joint的关节，类型为固定 -->
216.   <parent link="left_base"/>
217.   <!-- 定义父链接为left_base -->
218.   <child link="left_front_wheel"/>
219.   <!-- 定义子链接为left_front_wheel -->
220.   <origin rpy="0 0 0" xyz="0.133333333333 0 -0.085"/>
221.   <!-- 定义关节的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0.133333333333, 0, -0.085) -->
222. </joint>
225. <link name="left_back_wheel">
226.   <!-- 定义一个名为left_back_wheel的链接 -->
227.   <visual>
228.     <!-- 定义视觉元素 -->
229.     <origin rpy="1.57075 0 0" xyz="0 0 0"/>
230.     <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转1.57075弧度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, 0) -->
231.     <geometry>
232.       <!-- 定义几何形状 -->
233.       <cylinder length="0.1" radius="0.035"/>
234.       <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.1，半径为0.035 -->
235.     </geometry>
236.     <material name="black"/>
237.     <!-- 使用名为black的材质 -->
238.   </visual>
239. </link>
240. <joint name="left_back_wheel_joint" type="fixed">
241.   <!-- 定义一个名为left_back_wheel_joint的关节，类型为固定 -->
242.   <parent link="left_base"/>
243.   <!-- 定义父链接为left_base -->
244.   <child link="left_back_wheel"/>
245.   <!-- 定义子链接为left_back_wheel -->
246.   <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.133333333333 0 -0.085"/>
247.   <!-- 定义关节的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(-0.133333333333, 0, -0.085) -->
248. </joint>
251. <joint name="gripper_extension" type="fixed">
252.   <!-- 定义一个名为gripper_extension的关节，类型为固定 -->
253.   <parent link="base_link"/>
254.   <!-- 定义父链接为base_link -->
255.   <child link="gripper_pole"/>
256.   <!-- 定义子链接为gripper_pole -->
257.   <origin rpy="0 0 0" xyz="0.19 0 0.2"/>
258.   <!-- 定义关节的原点，位置为(0.19, 0, 0.2) -->
259. </joint>
262. <link name="gripper_pole">
263.   <!-- 定义一个名为gripper_pole的链接 -->
264.   <visual>
265.     <!-- 定义视觉元素 -->
266.     <geometry>
267.       <!-- 定义几何形状 -->
268.       <cylinder length="0.2" radius="0.01"/>
269.       <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.2，半径为0.01 -->
270.     </geometry>
271.     <origin rpy="0 1.57075 0" xyz="0.1 0 0"/>
272.     <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转1.57075弧度，绕z轴旋转0度，位置为(0.1, 0, 0) -->
273.   </visual>
274. </link>
277. <joint name="left_gripper_joint" type="fixed">
278.   <!-- 定义一个名为left_gripper_joint的关节，类型为固定 -->
279.   <origin rpy="0 0 0" xyz="0.2 0.01 0"/>
280.   <!-- 定义关节的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0.2, 0.01, 0) -->
281.   <parent link="gripper_pole"/>
282.   <!-- 定义父链接为gripper_pole -->
283.   <child link="left_gripper"/>
284.   <!-- 定义子链接为left_gripper -->
285. </joint>
288. <link name="left_gripper">
289.   <!-- 定义一个名为left_gripper的链接 -->
290.   <visual>
291.     <!-- 定义视觉元素 -->
292.     <origin rpy="0.0 0 0" xyz="0 0 0"/>
293.     <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, 0) -->
294.     <geometry>
295.       <!-- 定义几何形状 -->
296.       <mesh filename="package://urdf_tutorial/meshes/l_finger.dae"/>
297.       <!-- 使用外部网格文件定义几何形状，文件路径为package://urdf_tutorial/meshes/l_finger.dae -->
298.     </geometry>
299.   </visual>
300. </link>
303. <joint name="left_tip_joint" type="fixed">
304.   <!-- 定义一个名为left_tip_joint的关节，类型为固定 -->
305.   <parent link="left_gripper"/>
306.   <!-- 定义父链接为left_gripper -->
307.   <child link="left_tip"/>
308.   <!-- 定义子链接为left_tip -->
309. </joint>
312. <link name="left_tip">
313.   <!-- 定义一个名为left_tip的链接 -->
314.   <visual>
315.     <!-- 定义视觉元素 -->
316.     <origin rpy="0.0 0 0" xyz="0.09137 0.00495 0"/>
317.     <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0.09137, 0.00495, 0) -->
318.     <geometry>
319.       <!-- 定义几何形状 -->
320.       <mesh filename="package://urdf_tutorial/meshes/l_finger_tip.dae"/>
321.       <!-- 使用外部网格文件定义几何形状，文件路径为package://urdf_tutorial/meshes/l_finger_tip.dae -->
322.     </geometry>
323.   </visual>
324. </link>
327. <joint name="right_gripper_joint" type="fixed">
328.   <!-- 定义一个名为right_gripper_joint的关节，类型为固定 -->
329.   <origin rpy="0 0 0" xyz="0.2 -0.01 0"/>
330.   <!-- 定义关节的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0.2, -0.01, 0) -->
331.   <parent link="gripper_pole"/>
332.   <!-- 定义父链接为gripper_pole -->
333.   <child link="right_gripper"/>
334.   <!-- 定义子链接为right_gripper -->
335. </joint>
338. <link name="right_gripper">
339.   <!-- 定义一个名为right_gripper的链接 -->
340.   <visual>
341.     <!-- 定义视觉元素 -->
342.     <origin rpy="-3.1415 0 0" xyz="0 0 0"/>
343.     <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转-3.1415弧度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, 0) -->
344.     <geometry>
345.       <!-- 定义几何形状 -->
346.       <mesh filename="package://urdf_tutorial/meshes/l_finger.dae"/>
347.       <!-- 使用外部网格文件定义几何形状，文件路径为package://urdf_tutorial/meshes/l_finger.dae -->
348.     </geometry>
349.   </visual>
350. </link>
353. <joint name="right_tip_joint" type="fixed">
354.   <!-- 定义一个名为right_tip_joint的关节，类型为固定 -->
355.   <parent link="right_gripper"/>
356.   <!-- 定义父链接为right_gripper -->
357.   <child link="right_tip"/>
358.   <!-- 定义子链接为right_tip -->
359. </joint>
362. <link name="right_tip">
363.   <!-- 定义一个名为right_tip的链接 -->
364.   <visual>
365.     <!-- 定义视觉元素 -->
366.     <origin rpy="-3.1415 0 0" xyz="0.09137 0.00495 0"/>
367.     <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转-3.1415弧度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0.09137, 0.00495, 0) -->
368.     <geometry>
369.       <!-- 定义几何形状 -->
370.       <mesh filename="package://urdf_tutorial/meshes/l_finger_tip.dae"/>
371.       <!-- 使用外部网格文件定义几何形状，文件路径为package://urdf_tutorial/meshes/l_finger_tip.dae -->
372.     </geometry>
373.   </visual>
374. </link>
377. <link name="head">
378.   <!-- 定义一个名为head的链接 -->
379.   <visual>
380.     <!-- 定义视觉元素 -->
381.     <geometry>
382.       <!-- 定义几何形状 -->
383.       <sphere radius="0.2"/>
384.       <!-- 定义一个球体，半径为0.2 -->
385.     </geometry>
386.     <material name="white"/>
387.     <!-- 使用名为white的材质 -->
388.   </visual>
389. </link>
390. <joint name="head_swivel" type="fixed">
391.   <!-- 定义一个名为head_swivel的关节，类型为固定 -->
392.   <parent link="base_link"/>
393.   <!-- 定义父链接为base_link -->
394.   <child link="head"/>
395.   <!-- 定义子链接为head -->
396.   <origin xyz="0 0 0.3"/>
397.   <!-- 定义关节的原点，位置为(0, 0, 0.3) -->
398. </joint>
401. <link name="box">
402.   <!-- 定义一个名为box的链接 -->
403.   <visual>
404.     <!-- 定义视觉元素 -->
405.     <geometry>
406.       <!-- 定义几何形状 -->
407.       <box size="0.08 0.08 0.08"/>
408.       <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.08x0.08x0.08 -->
409.     </geometry>
410.     <material name="blue"/>
411.     <!-- 使用名为blue的材质 -->
412.   </visual>
413. </link>
416. <joint name="tobox" type="fixed">
417.   <!-- 定义一个名为tobox的关节，类型为固定 -->
418.   <parent link="head"/>
419.   <!-- 定义父链接为head -->
420.   <child link="box"/>
421.   <!-- 定义子链接为box -->
422.   <origin xyz="0.1814 0 0.1414"/>
423.   <!-- 定义关节的原点，位置为(0.1814, 0, 0.1414) -->
424. </joint>
425. </robot>
426. <!-- 结束机器人定义 -->

复制代码

1. ros2 launch urdf_tutorial display.launch.py model:=urdf/05-visual.urdf

复制代码

  怎样添加球体应该是相当不言自明的

1. <link name="head">
2.   <visual>
3.     <geometry>
4.       <sphere radius="0.2"/>
5.     </geometry>
6.     <material name="white"/>
7.   </visual>
8. </link>

复制代码

这里的网格是从 PR2 借来的。它们是单独的文件，你必须指定路径。你应该使用 package://NAME_OF_PACKAGE/path 符号。本教程的网格位于 urdf_tutorial 包中的一个名为 meshes 的文件夹中。

1. <link name="left_gripper">
2.   <visual>
3.     <origin rpy="0.0 0 0" xyz="0 0 0"/>
4.     <geometry>
5.       <mesh filename="package://urdf_tutorial/meshes/l_finger.dae"/>
6.     </geometry>
7.   </visual>
8. </link>

复制代码

• 这些网格可以以多种不同的格式导入。STL 是相当常见的，但引擎也支持 DAE，它可以有自己的颜色数据，这意味着你不必指定颜色/质料。通常这些在单独的文件中。这些网格引用了网格文件夹中的 .tif 文件。
  
• 网格也可以使用相对缩放参数或边界框大小举行调解。
  
• 我们也可以引用一个完全不同包中的网格。
  

  

  就是这样。一个类似 R2D2 的 URDF 模子。如今你可以继续下一步，让它动起来。https://docs.ros.org/en/jazzy/Tutorials/Intermediate/URDF/Building-a-Movable-Robot-Model-with-URDF.html

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