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URDF学习(一)什么是URDF以及怎么理解一个URDF文件

2023-08-12 15:46| 来源: 网络整理| 查看: 265

1.什么是URDF? URDF全称(United Robotics Description Format)统一机器人描述格式,是一个XML语法框架下用来描述机器人的语言格式,URDF在ROS界很流行。我们可以

通过URDF对机器人建模然后放到ROS里面进行仿真与分析把一个URDF文件转换成simscape模型,在Simulink里面进行仿真分析或者控制器设计。把simscape模型转化成urdf格式

2.URDF文件长啥样? URDF文件里面有着与XML语言格式。要定义好一个机器人,首先你得知道机器人有什么。一个机器人主要由连杆(link)和关节(joint)组成, URDF具有类似XML树状结构的,比如下面的例子:

... ... ...

上面的 link 与 joint 是 robot 下面的子分量(应该有比‘子分量’更好的描述),换句话说 joint 和 link 隶属于 robot 。知道了机器人的基本构成之后还不够,还需要知道基本组成部分的一些物理信息,例如连杆的质量属性,惯量属性,颜色,以及关节的种类,这到底是转动关节还是平动关节。因此 link 和 joint 也要有自己的子分量,比如 inertial 和 visual , visual 下面还可以再次细分子分量 geometry 和 material ,然后 material 下面还可以有自己的子分量,由此往复我们就可以用URDF来充分定义好一个机器人的各个信息。所以一个增加了这些额外信息的URDF文件内容例子如下

... ... ...

我们定义好了机器人的组成部分以及各个部分所具有的信息,接着还需要有属性描述这些量。比如 robot,link,joint 都有 name属性,一个用来辨识模块的字符串。 color 有 rgba 属性,用来定义连杆的外表颜色。添加了相关信息的URDF文件长这个样子:

... ... ...

把这些属性附上对应的数值之后,一个机器人的 urdf 模型中各个模块的外表和物理属性就建立好了。 接下来我们来描述关节连杆之间的关系。

3.URDF的层次结构以及动力学树 URDF文件里,就像XML一样,link 通过 joint 按一定的层次一个个联系在一起。 joint 通过 parent-child 关系把上下 link 联系起来,parent link可以同时作为其他 link 的child link,而child link也可以同时作为其他link的parent link,举例:

and Joint Elements


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