12.29-ros-gazebo高级

Posted 2022-03-07 lizhensheng

高级教程

前言

• 不是基础，需要深入理解且实践

参考

urdf to sdf
ros 插件详解
ROS Control
在ros中创建gazebo插件

高级教程
前言
参考
学习记录
在Gazebo中使用URDF
背景
概述
元素
URDF文件头
元素
模型与环境的刚性连接
元素
STL还是dae文件
元素
关节Joints
插件详解
ROS-Control

TOC

学习记录

在Gazebo中使用URDF

• 在所有之前需要说明，我们往往都是编写的Xacro文件，而Xacro文件仅仅是使用了常量（Constants），数学公式（Maths）和宏（Macros）来简化URDF文件的编写和维护，实际上还是URDF文件。
• 第二个需要说明的是，数据的单位是米和千克
• 关于对于模型的各种选项见在ros中创建gazebo插件

背景

• URDF（Universal Robotics Descrption Format）本是ROS中定义的机器人XML模式文件，为了在Gazebo中使用这种文件，一些与仿真相关的元素（tags）需要添加进去，这样已经开始使用ROS的人并不需要再定义SDF文件，gazebo会自动进行转换
• 原生的，在ROS系统中的URDF文件，只能定义某一个机器人的运动学和动力学特性，却不能确定一个机器人在整个环境（World）中的姿态（pose）。它并不是一个万能的描述格式，因为它还不能描述循环的关节（Joint Loops）又称平行杆件（parallel linkages），还缺乏对摩擦等属性的定义。还有，它不能定义其它不是机器人的东西，如灯光，高度地图等。
• 另外，URDF的向后兼容性也不太好
• 基于上述问题，gazebo的SDF（Simulation Description Format）应运而生，SDF能够定义上至整个环境，下至某个机器人，它也是XML格式的，所以也是自描述的。

概述

• 必须要添加的东西是：每一个都必须添加
• 可选的：
  • 对于每一个，添加一个来：将可见颜色转换为gazebo格式；将stl文件转换为dae文件；添加传感器插件
  • 对于每一个，添加来：设置阻尼系数；添加执行器（Actuator）插件
  • 对于添加元素
  • 如果某一个机器人需要作为刚体嵌入到环境中，添加一个

元素

• 这是urdf文件的扩展，有三种类别的，分别对应于

URDF文件头

<robot name="rrbot" xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro">

元素

• If a element is used without a reference="" property, it is assumed the element is for the whole robot model.
• Elements within a tag that are not in the above table are directly inserted into the SDF tag for the generated SDF.

模型与环境的刚性连接

<!-- Used for fixing robot to Gazebo ‘base_link‘ -->
  <link name="world"/>

  <joint name="fixed" type="fixed">
    <parent link="world"/>
    <child link="link1"/>
  </joint>

元素

• 建议同时显式定义好，因为gazebo不会把当作，而是，所以这个模型将不会被激光传感器所捕获

STL还是dae文件

• 推荐dae文件，因为dae自带颜色和纹理，stl不带

元素

• 必须要大于0才行，可以先在CAD软件中建模来获取一些值。

<!-- Base Link -->
  <link name="link1">
    <collision>
      <origin xyz="0 0 $height1/2" rpy="0 0 0"/>
      <geometry>
        <box size="$width $width $height1"/>
      </geometry>
    </collision>

    <visual>
      <origin xyz="0 0 $height1/2" rpy="0 0 0"/>
      <geometry>
        <box size="$width $width $height1"/>
      </geometry>
      <material name="orange"/>
    </visual>

    <inertial>
      <origin xyz="0 0 1" rpy="0 0 0"/>
      <mass value="1"/>
      <inertia
        ixx="1.0" ixy="0.0" ixz="0.0"
        iyy="1.0" iyz="0.0"
        izz="1.0"/>
    </inertial>
  </link>

关节Joints

• 并不是所有的元素都能够被Gazebo用上：
  • The , and are required
  • and are ignored
  • In the tag, only the damping property is used for gazebo4 and earlier. Gazebo5 and up also uses the friction property.
  • All of properties in the tag are optional

插件详解

• gazebo中已经有很多类型插件，包括相机，kinect等传感器和motor等控制器
• 你要做的只是在xacro中添加相应的可视化元素和在gazebo属性文件中添加plugin的定义
• 关于如何写程序使用这些插件，看最后一节的内容

ROS-Control

• 讲述如何使用gazebo中的控制器，使得某joint关节能够动起来，见另一篇文章