机器人系统仿真(八)——xacro小车底盘模型案例
参考视频:【奥特学园】ROS机器人入门课程《ROS理论与实践》零基础教程_哔哩哔哩_bilibili
参考文档:http://www.autolabor.com.cn/book/ROSTutorials/
需求描述:
使用 Xacro 优化 URDF 版的小车底盘模型实现
结果演示:
1.编写 Xacro 文件
<!-- 使用 xacro 优化 URDF 版的小车底盘实现: 实现思路: 1.将一些常量、变量封装为 xacro:property 比如:PI 值、小车底盘半径、离地间距、车轮半径、宽度 .... 2.使用 宏 封装驱动轮以及支撑轮实现,调用相关宏生成驱动轮与支撑轮 --> <!-- 根标签,必须声明 xmlns:xacro --> <robot name="my_base" xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro"> <!-- 封装变量、常量 --> <xacro:property name="PI" value="3.141"/> <!-- 宏:黑色设置 --> <material name="black"> <color rgba="0.0 0.0 0.0 1.0" /> </material> <!-- 底盘属性 --> <xacro:property name="base_footprint_radius" value="0.001" /> <!-- base_footprint 半径 --> <xacro:property name="base_link_radius" value="0.1" /> <!-- base_link 半径 --> <xacro:property name="base_link_length" value="0.08" /> <!-- base_link 长 --> <xacro:property name="earth_space" value="0.015" /> <!-- 离地间距 --> <!-- 底盘 --> <link name="base_footprint"> <visual> <geometry> <sphere radius="${base_footprint_radius}" /> </geometry> </visual> </link> <link name="base_link"> <visual> <geometry> <cylinder radius="${base_link_radius}" length="${base_link_length}" /> </geometry> <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" /> <material name="green"> <color rgba="0.3 0.5 0.0 0.5" /> </material> </visual> </link> <joint name="base_link2base_footprint" type="fixed"> <parent link="base_footprint" /> <child link="base_link" /> <origin xyz="0 0 ${earth_space + base_link_length / 2 }" /> </joint> <!-- 驱动轮 --> <!-- 驱动轮属性 --> <xacro:property name="wheel_radius" value="0.0325" /><!-- 半径 --> <xacro:property name="wheel_length" value="0.015" /><!-- 宽度 --> <!-- 驱动轮宏实现 --> <xacro:macro name="add_wheels" params="name flag"> <link name="${name}_wheel"> <visual> <geometry> <cylinder radius="${wheel_radius}" length="${wheel_length}" /> </geometry> <origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="${PI / 2} 0.0 0.0" /> <material name="black" /> </visual> </link> <joint name="${name}_wheel2base_link" type="continuous"> <parent link="base_link" /> <child link="${name}_wheel" /> <origin xyz="0 ${flag * base_link_radius} ${-(earth_space + base_link_length / 2 - wheel_radius) }" /> <axis xyz="0 1 0" /> </joint> </xacro:macro> <xacro:add_wheels name="left" flag="1" /> <xacro:add_wheels name="right" flag="-1" /> <!-- 支撑轮 --> <!-- 支撑轮属性 --> <xacro:property name="support_wheel_radius" value="0.0075" /> <!-- 支撑轮半径 --> <!-- 支撑轮宏 --> <xacro:macro name="add_support_wheel" params="name flag" > <link name="${name}_wheel"> <visual> <geometry> <sphere radius="${support_wheel_radius}" /> </geometry> <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" /> <material name="black" /> </visual> </link> <joint name="${name}_wheel2base_link" type="continuous"> <parent link="base_link" /> <child link="${name}_wheel" /> <origin xyz="${flag * (base_link_radius - support_wheel_radius)} 0 ${-(base_link_length / 2 + earth_space / 2)}" /> <axis xyz="1 1 1" /> </joint> </xacro:macro> <xacro:add_support_wheel name="front" flag="1" /> <xacro:add_support_wheel name="back" flag="-1" /> </robot>
2.集成launch文件
方式1:先将 xacro 文件转换出 urdf 文件,然后集成
先将 xacro 文件解析成 urdf 文件:rosrun xacro xacro xxx.xacro > xxx.urdf
然后再按照之前的集成方式直接整合 launch 文件,内容示例:
<launch> <!--1.在参数服务器中载入urdf--> <param name="robot_description" textfile="$(find urdf01_rviz)/urdf/xacro/demo05_car_base.urdf" /> <!--2.启动rviz--> <node pkg="rviz" name="rviz" type="rviz" args="-d $(find urdf01_rviz)/config/show_mycar.rviz"/> <!--3.关节状态发布节点--> <node pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" name="joint_state_publisher"/> <!--4.机器人状态发布节点--> <node pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" name="robot_state_publisher"/> <!--5.添加控制关节运动的节点--> <node pkg="joint_state_publisher_gui" type="joint_state_publisher_gui" name="joint_state_publisher_gui" /> </launch>
输入命令运行:
cys@ubuntu:~/demo05_ws$ source ./devel/setup.bash
cys@ubuntu:~/demo05_ws$ roslaunch urdf01_rviz demo06_car_base.launch
方式2:在 launch 文件中直接加载 xacro(建议使用)
launch 内容示例:
<launch> <!--1.在参数服务器中载入urdf--> <!--<param name="robot_description" textfile="$(find urdf01_rviz)/urdf/xacro/demo05_car_base.urdf" />--> <param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro $(find urdf01_rviz)/urdf/xacro/demo05_car_base.urdf.xacro" /> <!--2.启动rviz--> <node pkg="rviz" name="rviz" type="rviz" args="-d $(find urdf01_rviz)/config/show_mycar.rviz"/> <!--3.关节状态发布节点--> <node pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" name="joint_state_publisher"/> <!--4.机器人状态发布节点--> <node pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" name="robot_state_publisher"/> <!--5.添加控制关节运动的节点--> <node pkg="joint_state_publisher_gui" type="joint_state_publisher_gui" name="joint_state_publisher_gui" /> </launch>
核心代码:
<param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro $(find urdf01_rviz)/urdf/xacro/demo05_car_base.urdf.xacro" />
加载 robot_description
时使用 command
属性,属性值就是调用 xacro 功能包的 xacro 程序直接解析 xacro 文件。