21、ROS2 URDF模型

1、URDF简介

ROS中的建模方法叫做URDF，全称是统一机器人描述格式，不仅可以清晰描述机器人自身的模型，还可以描述机器人的外部环境。URDF模型文件使用的是XML格式。

solidworks模型转URDF插件：sw_urdf_exporter - ROS Wiki

建模描述机器人的过程中，我们自己需要先熟悉机器人的组成和参数，比如机器人一般是由硬件结构、驱动系统、传感器系统、控制系统 四大部分组成，市面上一些常见的机器人，无论是移动机器人还是机械臂，我们都可以按照这四大组成部分进行分解。

机器人建模的过程，其实就是按照类似的思路，通过建模语言，把机器人每一个部分都描述清楚，再组合起来的过程。

标签用来描述机器人某个刚体部分的外观和物理属性，外观包括尺寸、颜色、形状，物理属性包括质量、惯性矩阵、碰撞参数等。

以这个机械臂连杆为例，它的link描述如下：

link标签中的name表示该连杆的名称，我们可以自定义，未来joint连接link的时候，会使用到这个名称。

link里边的部分用来描述机器人的外观，比如：

第二个部分，描述碰撞参数，里边的内容似乎和一样，也有和，看似相同，其实区别还是比较大的。

在这个机器人模型中，蓝色部分是通过来描述的，在实际控制过程中，这样复杂的外观在计算碰撞检测时，要求的算力较高，为了简化计算，我们将碰撞检测用的模型简化为了绿色框的圆柱体，也就是里边描述的形状。坐标系偏移也是类似，可以描述刚体质心的偏移。

如果是移动机器人的话，link也可以用来描述小车的车体、轮子等部分。

机器人模型中的刚体最终要通过关节joint连接之后，才能产生相对运动。

URDF中的关节有六种运动类型。

continuous，描述旋转运动，可以围绕某一个轴无限旋转，比如小车的轮子，就属于这种类型。
revolute，也是旋转关节，和continuous类型的区别在于不能无限旋转，而是带有角度限制，比如机械臂的两个连杆，就属于这种运动。
prismatic，是滑动关节，可以沿某一个轴平移，也带有位置的极限，一般直线电机就是这种运动方式。
fixed，固定关节，是唯一一种不允许运动的关节，不过使用还是比较频繁的，比如相机这个连杆，安装在机器人上，相对位置是不会变化的，此时使用的连接方式就是Fixed。
Floating是浮动关节，第六种planar是平面关节，这两种使用相对较少。