【ROS-Gazebo】SDF与URDF的相互转换

1561
1
2020年5月15日 11时30分

前言

这是一个系列小文章,主要介绍在ROS-Gazebo中如何更好地使用SDF格式建模与仿真。众所周知,URDF是ROS的原生支持格式,但在某些情况下(尤其是Gazebo仿真时),使用SDF格式会更加合理。鉴于中文网络上几乎没有成体系的SDF介绍博文,因此我将自己在硕士期间关于SDF模型的使用经验稍作总结。如有谬误,还望友好地指出。

 

本系列规划如下内容,建议按顺序阅读。尤其是第一篇,以确认你是否有必要使用SDF建模:

 

1 什么情况下需要转换URDF和SDF?

正如我们在第一篇文章 为什么选择SDF? 中所述,在一些特殊情况中,只能使用URDF或SDF格式的模型。如Rviz可视化只能使用URDF,并联机器人的Gazebo仿真只能使用SDF。这时候,如果我们已有的模型格式不符要求,就需要转换。但值得注意的是,由于URDF和SDF的元素并不完全对应,因此下面列出的转换过程或多或少存在一些问题。对于刚开始搭建模型的小伙伴们,我还是建议直接选用合适的格式,用xacro或rsdf的参数化和模块化方法建模,而非使用转换功能。

 

在接下来的内容中,我们讨论了URDF和SDF相互转换的方法,并验证了一个液压缸模型的格式转换。

2 URDF 转 SDF

由于sdf是Gazebo的原生格式,因此.urdf转.sdf是比较简单的。我采用的方法一般是:使用常规方法将.urdf加载到Gazebo中后,再将其另存为一个单独的.world文件。此时sdf格式的模型就完整地保存在.world文件的<model>元素下了。

 

另外,Gazebo官方还提供了另一种命令行方法,也可将实现urdf转sdf。在urdf所在目录下打开终端,执行如下命令。其中my_model.urdf是原urdf的名称。

 

gz sdf -p my_model.urdf > my_model.sdf

 

3 SDF 转 URDF

相比起.urdf转.sdf,虽然没有官方的方法将.sdf转为.urdf,但好在有大佬自己开发了可行的工具——pysdf功能包。项目的github地址如下:

andreasBihlmaier/pysdf​github.com

 

该包的版本过老,我在ubuntu18.04和ros melodic上直接运行报错,对其做了一些细微的修改后可用,你也可使用我修改后的版本:

修改版pysdf​github.com

 

该功能包使用起来也很简单,分为3个步骤:

(1)在github中下载pysdf功能包,放到ROS工作空间下的src目录下。

(2)编译工作空间

cd ~/catkin_ws/
catkin_make

(3)从待转换的sdf模型文件所在的目录打开终端,执行如下命令。其中my_model.sdf是原sdf模型文件的名称。

rosrun pysdf sdf2urdf.py my_model.sdf result_model.urdf

 

注意事项:

  • sdf2urdf.py是python可执行文件,如果报错[rosrun] Couldn’t find executable named sdf2urdf below…,就需要先通过chmod +x *指令为其赋予可执行权限,这是使用所有ROS-python可执行文件时都要注意的事情。
  • sdf文件中不要有插件,也不要有ball关节等urdf无法识别的关节类型
  • 转换完成后可使用check_urdf工具检查urdf的合法性,命令如下:
sudo apt-get install liburdfdom-tools
check_urdf result_model.rudf

 

4 实验

4.1 SDF转URDF

在gazebo的模型编辑器(详见SDF的建模与使用)中创建一个液压缸模型,其中包含了两个圆柱体link和一个移动joint。将其另存为model。

 

【ROS-Gazebo】SDF与URDF的相互转换插图

使用gazebo模型编辑器建立的sdf

 

打开model所在的目录,如下所示:

 

【ROS-Gazebo】SDF与URDF的相互转换插图(1)

sdf模型的基本文件

 

运行如下转换指令(假设pysdf已经下载编译完成,且python文件已赋予权限)

 

rosrun pysdf sdf2urdf.py model.sdf model.urdf

 

检查urdf合法性:

 

sudo apt-get install liburdfdom-tools
check_urdf model.rudf

 

返回信息显示没有问题:

 

---------- Successfully Parsed XML ---------------
root Link: model__link_0 has 1 child(ren)
    child(1):  model__link_1

 

4.2 URDF转SDF

删除原有model.sdf,在SDF所在目录下执行:

gz sdf -p /model.urdf > /model.sdf

 

成功生成新的model.sdf,在gazebo中打开查看:

 

【ROS-Gazebo】SDF与URDF的相互转换插图(2)

重新转换得到的sdf

 

参考资料

[1] gazebo_question:Convert .urdf to .sdf or load .urdf

[2] pysdf

发表评论

后才能评论

评论列表(1条)

  • pu49i_9230 2020年9月3日 下午12:19

    您好,我在gazebo中使用spawn_model加载不到robot_description的Inertia、pose等数据,但是能加载到mass、mesh等数据,检查xacro文件与例程rrbot中的gazebo相关文件没有发现错误。机械臂零件散落。