ROS URDF添加传感器模型

￡神魔★判官ぃ 2022-12-21 04:46 187阅读 0赞

# ROS URDF添加传感器模型 #

## 添加传感器模型 ##

### 添加摄像头 ###

对应的模型文件是camera.xacro, 内容如下

<?xml version="1.0"?>
    <robot xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro" name="camera">
    
        <xacro:macro name="usb_camera" params="prefix:=camera">
            <link name="${prefix}_link">
                <inertial>
                    <mass value="0.1" />
                    <origin xyz="0 0 0" />
                    <inertia ixx="0.01" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="0.01" iyz="0.0" izz="0.01" />
                </inertial>
    
                <visual>
                    <origin xyz=" 0 0 0 " rpy="0 0 0" />
                    <geometry>
                        <box size="0.01 0.04 0.04" />
                    </geometry>
                    <material name="black"/>
                </visual>
    
                <collision>
                    <origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0 0 0" />
                    <geometry>
                        <box size="0.01 0.04 0.04" />
                    </geometry>
                </collision>
            </link>
        </xacro:macro>
    
    </robot>

以上代码使用了一个名为usb\_camera的宏来描述摄像头，输入参数是摄像头的名称。

再创建一个顶层xacro文件，把机器人和摄像头这两个模块拼接在一起。顶层文件mrobot\_with\_camera.urdf.xacro的内容如下，其中机器人本体描述文件mrobot\_body.urdf.xacro的内容可在前一篇博客中找到。

<?xml version="1.0"?>
    <robot name="mrobot" xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro">
    
        <xacro:include filename="$(find mrobot_description)/urdf/mrobot_body.urdf.xacro" />
        <xacro:include filename="$(find mrobot_description)/urdf/camera.xacro" />
    
        <xacro:property name="camera_offset_x" value="0.1" />
        <xacro:property name="camera_offset_y" value="0" />
        <xacro:property name="camera_offset_z" value="0.02" />
    
        
        <mrobot_body/>
    
        
        <joint name="camera_joint" type="fixed">
            <origin xyz="${camera_offset_x} ${camera_offset_y} ${camera_offset_z}" rpy="0 0 0" />
            <parent link="plate_2_link"/>
            <child link="camera_link"/>
        </joint>
    
        <xacro:usb_camera prefix="camera"/>
    
    </robot>

在rviz中显示模型，如下图所示

roslaunch mrobot_description display_mrobot_with_camera_xacro.launch

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dhbGF4eV9Sb2JvdA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

### 添加Kinect ###

Kinect是一种常用的RGB-D摄像头，xacro文件如下

<?xml version="1.0"?>
    <robot xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro" name="kinect_camera">
    
        <xacro:macro name="kinect_camera" params="prefix:=camera">
            <link name="${prefix}_link">
                <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/>
                <visual>
                    <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 ${M_PI/2}"/>
                    <geometry>
                        <mesh filename="package://mrobot_description/meshes/kinect.dae" />
                    </geometry>
                </visual>
                <collision>
                    <geometry>
                        <box size="0.07 0.3 0.09"/>
                    </geometry>
                </collision>
            </link>
    
            <joint name="${prefix}_optical_joint" type="fixed">
                <origin xyz="0 0 0" rpy="-1.5708 0 -1.5708"/>
                <parent link="${prefix}_link"/>
                <child link="${prefix}_frame_optical"/>
            </joint>
    
            <link name="${prefix}_frame_optical"/>
        </xacro:macro>
    
    </robot>

在可视化中设置标签，可以导入该模型的mesh文件。然后讲Kinect和机器人拼装到一起。顶层xacro文件mrobot\_with\_kinect.urdf.xacro的内容如下

<?xml version="1.0"?>
    <robot name="mrobot" xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro">
    
        <xacro:include filename="$(find mrobot_description)/urdf/mrobot_body.urdf.xacro" />
        <xacro:include filename="$(find mrobot_description)/urdf/kinect.xacro" />
    
        <xacro:property name="kinect_offset_x" value="-0.06" />
        <xacro:property name="kinect_offset_y" value="0" />
        <xacro:property name="kinect_offset_z" value="0.035" />
    
        
        <mrobot_body/>
    
        
        <joint name="kinect_frame_joint" type="fixed">
            <origin xyz="${kinect_offset_x} ${kinect_offset_y} ${kinect_offset_z}" rpy="0 0 0" />
            <parent link="plate_2_link"/>
            <child link="camera_link"/>
        </joint>
        <xacro:kinect_camera prefix="camera"/>
    
    </robot>

在rviz中显示结果如下图所示

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dhbGF4eV9Sb2JvdA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
其他传感器可以类似的方法进行建模。

## 参考文献 ##

\[1\]胡春旭. ROS机器人开发实践\[M\]. 机械工业出版社, 北京, 2018.5

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dhbGF4eV9Sb2JvdA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221120/9f6cc165d73d430daa606f2d02980a74.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dhbGF4eV9Sb2JvdA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221120/1c5c799d65894748ad85eac5384abe01.png