打算把我学习ROS的过程记录整理成系列,第一个系列是
从零开始仿真一辆小车
,并实现运动控制、雷达、相机、SLAM建图、各种算法使用等功能,其中包含一些个人理解,有bug地方还请指正,共同学习。
全部代码已上传个人git账号Grizi_ju
0、实现过程
一、实现过程
1、 从零开始仿真ROS小车(一)urdf模型+rviz可视化
2、从零开始仿真ROS小车(二)在gazebo中显示小车模型
3、从零开始仿真ROSR小车(三)运动控制、激光雷达仿真、深度相机仿真
4、从零开始仿真ROS小车(四)建图与导航
一、创建功能包
cd catkin_ws #进入工作空间
catkin_create_pkg jubot_demo urdf xacro #创建功能包、添加依赖
cd jubot_demo/
mkdir urdf
mkdir launch
mkdir meshes #存放渲染机器人模型的文件
mkdir config #存放rviz配置的文件
打开VS Code写两个文件jubot_base.urdf
(放urdf文件夹下)display_jubot_base_urdf.launch
(放launch文件夹下)
config里的rviz文件是保存生成的,不用写
二、urdf文件
Unified Robot Description Format,统一机器人描述格式,简称为URDF
模型的环节(link)与关节(joint)坐标关系,跟我的代码模型不匹配,仅供理解关系
在基础模型之上,我们为机器人添加尺寸大小。由于每个环节的参考系都位于该环节的底部,关节也是如此,所以在表示尺寸大小时,只需要描述其相对于连接的关节的相对位置关系即可。URDF中的 origin 域就是用来表示这种相对关系。
如果我们为机器人的关节添加 axis 旋转轴参数,那么该机器人模型就可以具备基本的运动学参数。
注意代码中不能有中文注释
<?xml version="1.0" ?>
<robot name="jubot">
<!--base_car-->>
<link name="base_link">
<visual>
<origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
<geometry>
<cylinder radius="0.20" length="0.16"/>
</geometry>
<material name="yellow">
<color rgba="1 0.4 0 1"/>
</material>
</visual>
</link>
<!--left_wheel-->>
<joint name="left_wheel_joint" type="continuous">
<origin xyz="0.0 0.19 -0.05" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
<parent link="base_link"/>
<child link="left_wheel_link"/>
<axis xyz="0.0 1.0 0.0"/>
</joint>
<link name="left_wheel_link">
<visual>
<origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="1.5707 0.0 0.0"/>
<geometry>
<cylinder radius="0.06" length="0.025"/>
</geometry>
<material name="white">
<color rgba="1 1 1 0.9"/>
</material>
</visual>
</link>
<!--right_wheel-->>
<joint name="right_wheel_joint" type="continuous">
<origin xyz="0.0 -0.19 -0.05"/>
<parent link="base_link"/>
<child link="right_wheel_link"/>
<axis xyz="0.0 1.0 0.0"/>
</joint>
<link name="right_wheel_link">
<visual>
<origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="1.5707 0.0 0.0"/>
<geometry>
<cylinder radius="0.06" length="0.025"/>
</geometry>
<material name="white">
<color rgba="1 1.0 1.0 0.9"/>
</material>
</visual>
</link>
<!--front_caster-->
<joint name="front_caster_joint" type="continuous">
<origin xyz="0.18 0.0 -0.095" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
<parent link="base_link"/>
<child link="front_caster_link"/>
<axis xyz="0.0 1.0 0.0"/>
</joint>
<link name="front_caster_link">
<visual>
<origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
<geometry>
<sphere radius="0.015"/>
</geometry>
<material name="black">
<color rgba="0.0 0.0 0.0 0.95"/>
</material>
</visual>
</link>
<!--back_caster-->
<joint name="back_caster_joint" type="continuous">
<origin xyz="-0.18 0.0 -0.095" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
<parent link="base_link"/>
<child link="back_caster_link"/>
<axis xyz="0.0 1.0 0.0"/>
</joint>
<link name="back_caster_link">
<visual>
<origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
<geometry>
<sphere radius="0.015"/>
</geometry>
<material name="black">
<color rgba="0.0 0.0 0.0 0.95"/>
</material>
</visual>
</link>
</robot>
关于参数欧拉角rpy,是roll(滚转角)、pitch(俯仰角)、yaw(偏航角),分别对应绕x轴、y轴、z轴
三、launch文件
<launch>
<!-- 设置机器人模型路径参数 -->
<param name="robot_description" textfile="$(find jubot_demo)/urdf/jubot_base.urdf" />
<!-- 运行joint_state_publisher节点,发布机器人的关节状态 -->
<node name="joint_state_publisher_gui" pkg="joint_state_publisher_gui" type="joint_state_publisher_gui" />
<!-- 运行robot_state_publisher节点,发布tf -->
<node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" />
<!-- 运行rviz可视化界面 -->
<node name="rviz" pkg="rviz" type="rviz" args="-d $(find jubot_demo)/config/jubot_urdf.rviz" required="true" />
</launch>
四、图形化显示
安装一个检查urdf语法的工具:
sudo apt-get install liburdfdom-tools
在urdf文件夹下打开终端检查语法:
check_urdf jubot_base.urdf
在urdf文件夹下打开终端,图形化显示URDF模型
urdf_to_graphiz jubot_base.urdf
此时会生成两个文件,打开pdf文件
五、RVIZ可视化
启动launch文件roslaunch jubot_demo display_jubot_base_urdf.launch
启动rvizrviz
以上圆形步骤就完成了,接下来我们再写一个方形小车
六、再写一个urdf模型
依然是一个urdf文件和launch文件
跟上面的差不多,只是在参数上稍微做了修改,结构还是一个底座4个轮子
调节左下角参数轮子会转动
第二版–加了柱子和第二层
自己随意发挥吧!
修改参数,修改结构,就可以仿真出自己想要的小车模型了。
下一篇:从零开始仿真ROS小车(二)在gazebo中显示小车模型
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