【ROS2】中级:URDF-从头开始构建可见机器人模型_业界新闻

发布时间:2024-07-19 01:31

阅读量:5

URDF（统一机器人描述格式）是一种用于在 ROS 中指定机器人几何和组织的文件格式。

从头开始构建可见机器人模型
构建一个可移动的机器人模型
添加物理和碰撞属性
使用 Xacro 清理您的代码
使用 URDF 与 robot_state_publisher
生成 URDF 文件

从头开始构建visual机器人模型

目标：学习如何构建一个可以在 Rviz 中查看的机器人visual模型

教程级别：中级

时间：20 分钟

一种形状
多种形状
起源
材质女孩
完成模型

便条

本教程假设您知道如何编写格式良好的 XML 代码

在本教程中，我们将构建一个大致看起来像 R2D2 的机器人视觉模型。在后续教程中，您将学习如何表达模型 https://docs.ros.org/en/jazzy/Tutorials/Intermediate/URDF/Building-a-Movable-Robot-Model-with-URDF.html ，添加一些物理属性 https://docs.ros.org/en/jazzy/Tutorials/Intermediate/URDF/Adding-Physical-and-Collision-Properties-to-a-URDF-Model.html ，并使用 xacro 生成更整洁的代码 https://docs.ros.org/en/jazzy/Tutorials/Intermediate/URDF/Using-Xacro-to-Clean-Up-a-URDF-File.html ，但现在，我们将专注于使视觉几何正确。

在继续之前，请确保已安装 joint_state_publisher 软件包https://index.ros.org/p/joint_state_publisher 。如果您安装了 urdf_tutorial 二进制文件 https://index.ros.org/p/urdf_tutorial/ ，这应该已经是这种情况。如果没有，请更新您的安装以包含该软件包（使用 rosdep 进行检查）。

本教程中提到的所有机器人模型（以及源文件）都可以在 urdf_tutorial 包中找到。https://github.com/ros/urdf_tutorial/tree/ros2/ 源码下载

一种形状

首先，我们将探索一个简单的形状。这是你能制作的最简单的 urdf 之一。[来源：01-myfirst.urdf]

<?xml version="1.0"?> <!-- 声明 XML 版本为 1.0 --> <robot name="myfirst"> <!-- 定义一个名为 "myfirst" 的机器人 -->   <link name="base_link"> <!-- 定义一个名为 "base_link" 的链接 -->     <visual> <!-- 定义视觉元素 -->       <geometry> <!-- 定义几何形状 -->         <cylinder length="0.6" radius="0.2"/> <!-- 定义一个长度为 0.6，半径为 0.2 的圆柱体 -->       </geometry>     </visual>   </link> </robot>

要将 XML 翻译成英文，这是一个名为 myfirst 的机器人，它只包含一个Link（即部分），其视觉组件只是一个长 0.6 米、半径 0.2 米的圆柱体。这对于一个简单的“hello world”类型的示例来说，可能看起来有很多封闭标签，但它会变得更复杂，相信我。

要检查模型，请启动 display.launch.py 文件：

from launch import LaunchDescription  # 从launch模块导入LaunchDescription类 from launch.actions import DeclareLaunchArgument, IncludeLaunchDescription  # 从launch.actions模块导入DeclareLaunchArgument和IncludeLaunchDescription类 from launch.substitutions import LaunchConfiguration, PathJoinSubstitution  # 从launch.substitutions模块导入LaunchConfiguration和PathJoinSubstitution类 from launch_ros.substitutions import FindPackageShare  # 从launch_ros.substitutions模块导入FindPackageShare类   def generate_launch_description():  # 定义一个名为generate_launch_description的函数     ld = LaunchDescription()  # 创建一个LaunchDescription对象       urdf_tutorial_path = FindPackageShare('urdf_tutorial')  # 查找urdf_tutorial包的共享路径     default_model_path = PathJoinSubstitution(['urdf', '01-myfirst.urdf'])  # 拼接默认的URDF模型路径     default_rviz_config_path = PathJoinSubstitution([urdf_tutorial_path, 'rviz', 'urdf.rviz'])  # 拼接默认的RViz配置文件路径       # 这些参数是为了向后兼容而保留的     gui_arg = DeclareLaunchArgument(name='gui', default_value='true', choices=['true', 'false'],                                     description='Flag to enable joint_state_publisher_gui')  # 声明一个名为gui的启动参数，默认值为true，可选值为true或false，描述为启用joint_state_publisher_gui的标志     ld.add_action(gui_arg)  # 将gui_arg添加到LaunchDescription对象中     rviz_arg = DeclareLaunchArgument(name='rvizconfig', default_value=default_rviz_config_path,                                      description='Absolute path to rviz config file')  # 声明一个名为rvizconfig的启动参数，默认值为default_rviz_config_path，描述为RViz配置文件的绝对路径     ld.add_action(rviz_arg)  # 将rviz_arg添加到LaunchDescription对象中       # 这个参数的含义与以前的版本略有不同     ld.add_action(DeclareLaunchArgument(name='model', default_value=default_model_path,                                         description='Path to robot urdf file relative to urdf_tutorial package'))  # 声明一个名为model的启动参数，默认值为default_model_path，描述为相对于urdf_tutorial包的机器人URDF文件路径       ld.add_action(IncludeLaunchDescription(         PathJoinSubstitution([FindPackageShare('urdf_launch'), 'launch', 'display.launch.py']),  # 包含另一个启动文件display.launch.py         launch_arguments={             'urdf_package': 'urdf_tutorial',  # 设置urdf_package参数为urdf_tutorial             'urdf_package_path': LaunchConfiguration('model'),  # 设置urdf_package_path参数为model启动参数的值             'rviz_config': LaunchConfiguration('rvizconfig'),  # 设置rviz_config参数为rvizconfig启动参数的值             'jsp_gui': LaunchConfiguration('gui')}.items()  # 设置jsp_gui参数为gui启动参数的值     ))       return ld  # 返回LaunchDescription对

# display.launch.py from launch import LaunchDescription from launch.actions import DeclareLaunchArgument from launch.actions import IncludeLaunchDescription from launch.conditions import IfCondition, UnlessCondition from launch.substitutions import LaunchConfiguration, PathJoinSubstitution   from launch_ros.actions import Node from launch_ros.substitutions import FindPackageShare   # 生成启动描述函数 def generate_launch_description():     ld = LaunchDescription()  # 创建一个LaunchDescription对象       urdf_launch_package = FindPackageShare('urdf_launch')  # 查找urdf_launch包的共享路径       # 添加启动参数，用于启用joint_state_publisher_gui     ld.add_action(DeclareLaunchArgument(name='jsp_gui', default_value='true', choices=['true', 'false'],                                         description='Flag to enable joint_state_publisher_gui'))       # 设置rviz配置文件的默认路径     default_rviz_config_path = PathJoinSubstitution([urdf_launch_package, 'config', 'urdf.rviz'])     ld.add_action(DeclareLaunchArgument(name='rviz_config', default_value=default_rviz_config_path,                                         description='Absolute path to rviz config file'))       # 由于https://github.com/ros2/launch/issues/313，需要手动传递配置     ld.add_action(IncludeLaunchDescription(         PathJoinSubstitution([urdf_launch_package, 'launch', 'description.launch.py']),         launch_arguments={             'urdf_package': LaunchConfiguration('urdf_package'),             'urdf_package_path': LaunchConfiguration('urdf_package_path')}.items()     ))       # 根据gui参数，启动joint_state_publisher或joint_state_publisher_gui     ld.add_action(Node(         package='joint_state_publisher',         executable='joint_state_publisher',         condition=UnlessCondition(LaunchConfiguration('jsp_gui'))     ))       ld.add_action(Node(         package='joint_state_publisher_gui',         executable='joint_state_publisher_gui',         condition=IfCondition(LaunchConfiguration('jsp_gui'))     ))       # 启动rviz2节点     ld.add_action(Node(         package='rviz2',         executable='rviz2',         output='screen',         arguments=['-d', LaunchConfiguration('rviz_config')],     ))     return ld  # 返回LaunchDescription对象

ros2 launch urdf_tutorial display.launch.py model:=urdf/01-myfirst.urdf

这做了三件事：

加载指定的模型并将其保存为 robot_state_publisher 节点的参数。
运行节点以发布 sensor_msgs/msg/JointState 和变换（稍后会详细介绍）
使用配置文件启动 Rviz

启动 display.launch.py 后，您应该会看到 RViz 显示以下内容：

注意事项：
- 固定框架是网格中心所在的变换框架。在这里，它是由我们的一个链接 base_link 定义的框架。
- 视觉元素（圆柱体）的原点默认位于其几何中心。因此，圆柱体的一半位于网格下方。

多种形状

现在让我们看看如何添加多个形状/链接。如果我们只是向 urdf 中添加更多的链接元素，解析器将不知道将它们放在哪里。因此，我们必须添加关节。关节元素可以指灵活和不灵活的关节。我们将从不灵活的或固定的关节开始。[来源：02-multipleshapes.urdf]

<?xml version="1.0"?> <!-- 定义XML版本 --> <robot name="multipleshapes">   <!-- 定义机器人名称为multipleshapes -->   <link name="base_link">     <!-- 定义一个名为base_link的链接 -->     <visual>       <!-- 定义视觉元素 -->       <geometry>         <!-- 定义几何形状 -->         <cylinder length="0.6" radius="0.2"/>         <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.6，半径为0.2 -->       </geometry>     </visual>   </link>     <link name="right_leg">     <!-- 定义一个名为right_leg的链接 -->     <visual>       <!-- 定义视觉元素 -->       <geometry>         <!-- 定义几何形状 -->         <box size="0.6 0.1 0.2"/>         <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.6x0.1x0.2 -->       </geometry>     </visual>   </link>     <joint name="base_to_right_leg" type="fixed">     <!-- 定义一个名为base_to_right_leg的关节，类型为固定 -->     <parent link="base_link"/>     <!-- 定义父链接为base_link -->     <child link="right_leg"/>     <!-- 定义子链接为right_leg -->   </joint>   </robot> <!-- 结束机器人定义 -->

注意我们如何定义一个 0.6 米 x 0.1 米 x 0.2 米的盒子。
关节是根据父节点和子节点来定义的。URDF 最终是一个具有一个根链接的树结构。这意味着腿的位置取决于 base_link 的位置。

ros2 launch urdf_tutorial display.launch.py model:=urdf/02-multipleshapes.urdf

这两个形状彼此重叠，因为它们共享相同的原点。如果我们不希望它们重叠，我们必须定义更多的原点。

原点 Origin

R2D2 的腿连接到躯干的上半部分，在侧面。所以我们将关节的原点指定在那里。此外，它不是连接到腿的中间，而是连接到上部，所以我们也必须为腿的原点设置偏移。我们还将腿旋转，使其直立。[来源：03-origins.urdf]

<?xml version="1.0"?> <robot name="origins">   <!-- 定义一个名为base_link的链接 -->   <link name="base_link">     <visual>       <geometry>         <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.6，半径为0.2 -->         <cylinder length="0.6" radius="0.2"/>       </geometry>     </visual>   </link>     <!-- 定义一个名为right_leg的链接 -->   <link name="right_leg">     <visual>       <geometry>         <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.6 0.1 0.2 -->         <box size="0.6 0.1 0.2"/>       </geometry>       <!-- 设置视觉元素的原点，绕Y轴旋转90度，沿Z轴平移-0.3 -->       <origin rpy="0 1.57075 0" xyz="0 0 -0.3"/>     </visual>   </link>     <!-- 定义一个名为base_to_right_leg的固定关节 -->   <joint name="base_to_right_leg" type="fixed">     <!-- 父链接为base_link -->     <parent link="base_link"/>     <!-- 子链接为right_leg -->     <child link="right_leg"/>     <!-- 设置关节的原点，沿Y轴平移-0.22，沿Z轴平移0.25 -->     <origin xyz="0 -0.22 0.25"/>   </joint>   </robot>

让我们首先检查关节的原点。它是根据父参考系定义的。因此，我们在 y 方向上是 -0.22 米（向我们的左边，但相对于轴向右），在 z 方向上是 0.25 米（向上）。这意味着子 link 的原点将向上和向右，无论子链接的视觉原点标签如何。由于我们没有指定 rpy（滚转俯仰偏航）属性，子框架默认将具有与父框架相同的方向。
现在，看看腿的视觉原点，它有一个 xyz 和 rpy 偏移。这定义了视觉元素的中心相对于其原点的位置。由于我们希望腿部连接在顶部，我们通过将 z 偏移设置为 -0.3 米来向下偏移原点。由于我们希望腿的长部分与 z 轴平行，我们将视觉部分绕 Y 轴旋转 PI/2。

ros2 launch urdf_tutorial display.launch.py model:=urdf/03-origins.urdf

启动文件运行包，这些包将根据您的 URDF 为模型中的每个链接创建 TF 框架。Rviz 使用这些信息来确定显示每个形状的位置。
如果给定的 URDF 链接不存在 TF 框架，那么它将被放置在原点处显示为白色（参考相关问题）。

材质女孩

“好吧，”我听到你说。“那很可爱，但不是每个人都有 B21。我的机器人和 R2D2 不是红色的！” 这是一个很好的观点。让我们看看材质标签。[来源：04-materials.urdf]

<?xml version="1.0"?> <!-- 定义XML版本 --> <robot name="materials">   <!-- 定义机器人名称为materials -->     <material name="blue">     <!-- 定义一个名为blue的材质 -->     <color rgba="0 0 0.8 1"/>     <!-- 定义颜色为蓝色，RGBA值为(0, 0, 0.8, 1) -->   </material>     <material name="white">     <!-- 定义一个名为white的材质 -->     <color rgba="1 1 1 1"/>     <!-- 定义颜色为白色，RGBA值为(1, 1, 1, 1) -->   </material>     <link name="base_link">     <!-- 定义一个名为base_link的链接 -->     <visual>       <!-- 定义视觉元素 -->       <geometry>         <!-- 定义几何形状 -->         <cylinder length="0.6" radius="0.2"/>         <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.6，半径为0.2 -->       </geometry>       <material name="blue"/>       <!-- 使用名为blue的材质 -->     </visual>   </link>     <link name="right_leg">     <!-- 定义一个名为right_leg的链接 -->     <visual>       <!-- 定义视觉元素 -->       <geometry>         <!-- 定义几何形状 -->         <box size="0.6 0.1 0.2"/>         <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.6x0.1x0.2 -->       </geometry>       <origin rpy="0 1.57075 0" xyz="0 0 -0.3"/>       <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转1.57075弧度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, -0.3) -->       <material name="white"/>       <!-- 使用名为white的材质 -->     </visual>   </link>     <joint name="base_to_right_leg" type="fixed">     <!-- 定义一个名为base_to_right_leg的关节，类型为固定 -->     <parent link="base_link"/>     <!-- 定义父链接为base_link -->     <child link="right_leg"/>     <!-- 定义子链接为right_leg -->     <origin xyz="0 -0.22 0.25"/>     <!-- 定义关节的原点，位置为(0, -0.22, 0.25) -->   </joint>     <link name="left_leg">     <!-- 定义一个名为left_leg的链接 -->     <visual>       <!-- 定义视觉元素 -->       <geometry>         <!-- 定义几何形状 -->         <box size="0.6 0.1 0.2"/>         <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.6x0.1x0.2 -->       </geometry>       <origin rpy="0 1.57075 0" xyz="0 0 -0.3"/>       <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转1.57075弧度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, -0.3) -->       <material name="white"/>       <!-- 使用名为white的材质 -->     </visual>   </link>     <joint name="base_to_left_leg" type="fixed">     <!-- 定义一个名为base_to_left_leg的关节，类型为固定 -->     <parent link="base_link"/>     <!-- 定义父链接为base_link -->     <child link="left_leg"/>     <!-- 定义子链接为left_leg -->     <origin xyz="0 0.22 0.25"/>     <!-- 定义关节的原点，位置为(0, 0.22, 0.25) -->   </joint>   </robot> <!-- 结束机器人定义 -->

现在身体是蓝色的。我们定义了一种称为“蓝色”的新材料，其红色、绿色、蓝色和 alpha 通道分别定义为 0、0、0.8 和 1。所有值都可以在 [0,1] 范围内。然后，该材料由 base_link 的视觉元素引用。白色材料的定义类似。
您还可以在视觉元素中定义材料标签，甚至在其他链接中引用它。不过，即使您重新定义它，也不会有人抱怨。
您还可以使用纹理来指定用于为对象着色的图像文件

ros2 launch urdf_tutorial display.launch.py model:=urdf/04-materials.urdf

完成模型

现在我们用一些更多的形状来完成模型：脚、轮子和头。最值得注意的是，我们添加了一个球体和一些网格。我们还会添加一些其他的部件，以便以后使用。[来源：05-visual.urdf]

<?xml version="1.0"?> <!-- 定义XML版本 --> <robot name="visual">   <!-- 定义机器人名称为visual -->     <material name="blue">     <!-- 定义一个名为blue的材质 -->     <color rgba="0 0 0.8 1"/>     <!-- 定义颜色为蓝色，RGBA值为(0, 0, 0.8, 1) -->   </material>   <material name="black">     <!-- 定义一个名为black的材质 -->     <color rgba="0 0 0 1"/>     <!-- 定义颜色为黑色，RGBA值为(0, 0, 0, 1) -->   </material>   <material name="white">     <!-- 定义一个名为white的材质 -->     <color rgba="1 1 1 1"/>     <!-- 定义颜色为白色，RGBA值为(1, 1, 1, 1) -->   </material>     <link name="base_link">     <!-- 定义一个名为base_link的链接 -->     <visual>       <!-- 定义视觉元素 -->       <geometry>         <!-- 定义几何形状 -->         <cylinder length="0.6" radius="0.2"/>         <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.6，半径为0.2 -->       </geometry>       <material name="blue"/>       <!-- 使用名为blue的材质 -->     </visual>   </link>     <link name="right_leg">     <!-- 定义一个名为right_leg的链接 -->     <visual>       <!-- 定义视觉元素 -->       <geometry>         <!-- 定义几何形状 -->         <box size="0.6 0.1 0.2"/>         <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.6x0.1x0.2 -->       </geometry>       <origin rpy="0 1.57075 0" xyz="0 0 -0.3"/>       <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转1.57075弧度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, -0.3) -->       <material name="white"/>       <!-- 使用名为white的材质 -->     </visual>   </link>     <joint name="base_to_right_leg" type="fixed">     <!-- 定义一个名为base_to_right_leg的关节，类型为固定 -->     <parent link="base_link"/>     <!-- 定义父链接为base_link -->     <child link="right_leg"/>     <!-- 定义子链接为right_leg -->     <origin xyz="0 -0.22 0.25"/>     <!-- 定义关节的原点，位置为(0, -0.22, 0.25) -->   </joint>     <link name="right_base">     <!-- 定义一个名为right_base的链接 -->     <visual>       <!-- 定义视觉元素 -->       <geometry>         <!-- 定义几何形状 -->         <box size="0.4 0.1 0.1"/>         <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.4x0.1x0.1 -->       </geometry>       <material name="white"/>       <!-- 使用名为white的材质 -->     </visual>   </link>     <joint name="right_base_joint" type="fixed">     <!-- 定义一个名为right_base_joint的关节，类型为固定 -->     <parent link="right_leg"/>     <!-- 定义父链接为right_leg -->     <child link="right_base"/>     <!-- 定义子链接为right_base -->     <origin xyz="0 0 -0.6"/>     <!-- 定义关节的原点，位置为(0, 0, -0.6) -->   </joint>     <link name="right_front_wheel">     <!-- 定义一个名为right_front_wheel的链接 -->     <visual>       <!-- 定义视觉元素 -->       <origin rpy="1.57075 0 0" xyz="0 0 0"/>       <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转1.57075弧度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, 0) -->       <geometry>         <!-- 定义几何形状 -->         <cylinder length="0.1" radius="0.035"/>         <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.1，半径为0.035 -->       </geometry>       <material name="black"/>       <!-- 使用名为black的材质 -->     </visual>   </link>   <joint name="right_front_wheel_joint" type="fixed">     <!-- 定义一个名为right_front_wheel_joint的关节，类型为固定 -->     <parent link="right_base"/>     <!-- 定义父链接为right_base -->     <child link="right_front_wheel"/>     <!-- 定义子链接为right_front_wheel -->     <origin rpy="0 0 0" xyz="0.133333333333 0 -0.085"/>     <!-- 定义关节的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0.133333333333, 0, -0.085) -->   </joint>     <link name="right_back_wheel">     <!-- 定义一个名为right_back_wheel的链接 -->     <visual>       <!-- 定义视觉元素 -->       <origin rpy="1.57075 0 0" xyz="0 0 0"/>       <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转1.57075弧度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, 0) -->       <geometry>         <!-- 定义几何形状 -->         <cylinder length="0.1" radius="0.035"/>         <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.1，半径为0.035 -->       </geometry>       <material name="black"/>       <!-- 使用名为black的材质 -->     </visual>   </link>   <joint name="right_back_wheel_joint" type="fixed">     <!-- 定义一个名为right_back_wheel_joint的关节，类型为固定 -->     <parent link="right_base"/>     <!-- 定义父链接为right_base -->     <child link="right_back_wheel"/>     <!-- 定义子链接为right_back_wheel -->     <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.133333333333 0 -0.085"/>     <!-- 定义关节的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(-0.133333333333, 0, -0.085) -->   </joint>     <link name="left_leg">     <!-- 定义一个名为left_leg的链接 -->     <visual>       <!-- 定义视觉元素 -->       <geometry>         <!-- 定义几何形状 -->         <box size="0.6 0.1 0.2"/>         <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.6x0.1x0.2 -->       </geometry>       <origin rpy="0 1.57075 0" xyz="0 0 -0.3"/>       <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转1.57075弧度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, -0.3) -->       <material name="white"/>       <!-- 使用名为white的材质 -->     </visual>   </link>     <joint name="base_to_left_leg" type="fixed">     <!-- 定义一个名为base_to_left_leg的关节，类型为固定 -->     <parent link="base_link"/>     <!-- 定义父链接为base_link -->     <child link="left_leg"/>     <!-- 定义子链接为left_leg -->     <origin xyz="0 0.22 0.25"/>     <!-- 定义关节的原点，位置为(0, 0.22, 0.25) -->   </joint>     <link name="left_base">     <!-- 定义一个名为left_base的链接 -->     <visual>       <!-- 定义视觉元素 -->       <geometry>         <!-- 定义几何形状 -->         <box size="0.4 0.1 0.1"/>         <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.4x0.1x0.1 -->       </geometry>       <material name="white"/>       <!-- 使用名为white的材质 -->     </visual>   </link>   <joint name="left_base_joint" type="fixed">   <!-- 定义一个名为left_base_joint的关节，类型为固定 -->   <parent link="left_leg"/>   <!-- 定义父链接为left_leg -->   <child link="left_base"/>   <!-- 定义子链接为left_base -->   <origin xyz="0 0 -0.6"/>   <!-- 定义关节的原点，位置为(0, 0, -0.6) --> </joint>   <link name="left_front_wheel">   <!-- 定义一个名为left_front_wheel的链接 -->   <visual>     <!-- 定义视觉元素 -->     <origin rpy="1.57075 0 0" xyz="0 0 0"/>     <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转1.57075弧度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, 0) -->     <geometry>       <!-- 定义几何形状 -->       <cylinder length="0.1" radius="0.035"/>       <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.1，半径为0.035 -->     </geometry>     <material name="black"/>     <!-- 使用名为black的材质 -->   </visual> </link> <joint name="left_front_wheel_joint" type="fixed">   <!-- 定义一个名为left_front_wheel_joint的关节，类型为固定 -->   <parent link="left_base"/>   <!-- 定义父链接为left_base -->   <child link="left_front_wheel"/>   <!-- 定义子链接为left_front_wheel -->   <origin rpy="0 0 0" xyz="0.133333333333 0 -0.085"/>   <!-- 定义关节的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0.133333333333, 0, -0.085) --> </joint>   <link name="left_back_wheel">   <!-- 定义一个名为left_back_wheel的链接 -->   <visual>     <!-- 定义视觉元素 -->     <origin rpy="1.57075 0 0" xyz="0 0 0"/>     <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转1.57075弧度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, 0) -->     <geometry>       <!-- 定义几何形状 -->       <cylinder length="0.1" radius="0.035"/>       <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.1，半径为0.035 -->     </geometry>     <material name="black"/>     <!-- 使用名为black的材质 -->   </visual> </link> <joint name="left_back_wheel_joint" type="fixed">   <!-- 定义一个名为left_back_wheel_joint的关节，类型为固定 -->   <parent link="left_base"/>   <!-- 定义父链接为left_base -->   <child link="left_back_wheel"/>   <!-- 定义子链接为left_back_wheel -->   <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.133333333333 0 -0.085"/>   <!-- 定义关节的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(-0.133333333333, 0, -0.085) --> </joint>   <joint name="gripper_extension" type="fixed">   <!-- 定义一个名为gripper_extension的关节，类型为固定 -->   <parent link="base_link"/>   <!-- 定义父链接为base_link -->   <child link="gripper_pole"/>   <!-- 定义子链接为gripper_pole -->   <origin rpy="0 0 0" xyz="0.19 0 0.2"/>   <!-- 定义关节的原点，位置为(0.19, 0, 0.2) --> </joint>   <link name="gripper_pole">   <!-- 定义一个名为gripper_pole的链接 -->   <visual>     <!-- 定义视觉元素 -->     <geometry>       <!-- 定义几何形状 -->       <cylinder length="0.2" radius="0.01"/>       <!-- 定义一个圆柱体，长度为0.2，半径为0.01 -->     </geometry>     <origin rpy="0 1.57075 0" xyz="0.1 0 0"/>     <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转1.57075弧度，绕z轴旋转0度，位置为(0.1, 0, 0) -->   </visual> </link>   <joint name="left_gripper_joint" type="fixed">   <!-- 定义一个名为left_gripper_joint的关节，类型为固定 -->   <origin rpy="0 0 0" xyz="0.2 0.01 0"/>   <!-- 定义关节的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0.2, 0.01, 0) -->   <parent link="gripper_pole"/>   <!-- 定义父链接为gripper_pole -->   <child link="left_gripper"/>   <!-- 定义子链接为left_gripper --> </joint>   <link name="left_gripper">   <!-- 定义一个名为left_gripper的链接 -->   <visual>     <!-- 定义视觉元素 -->     <origin rpy="0.0 0 0" xyz="0 0 0"/>     <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, 0) -->     <geometry>       <!-- 定义几何形状 -->       <mesh filename="package://urdf_tutorial/meshes/l_finger.dae"/>       <!-- 使用外部网格文件定义几何形状，文件路径为package://urdf_tutorial/meshes/l_finger.dae -->     </geometry>   </visual> </link>   <joint name="left_tip_joint" type="fixed">   <!-- 定义一个名为left_tip_joint的关节，类型为固定 -->   <parent link="left_gripper"/>   <!-- 定义父链接为left_gripper -->   <child link="left_tip"/>   <!-- 定义子链接为left_tip --> </joint>   <link name="left_tip">   <!-- 定义一个名为left_tip的链接 -->   <visual>     <!-- 定义视觉元素 -->     <origin rpy="0.0 0 0" xyz="0.09137 0.00495 0"/>     <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0.09137, 0.00495, 0) -->     <geometry>       <!-- 定义几何形状 -->       <mesh filename="package://urdf_tutorial/meshes/l_finger_tip.dae"/>       <!-- 使用外部网格文件定义几何形状，文件路径为package://urdf_tutorial/meshes/l_finger_tip.dae -->     </geometry>   </visual> </link>   <joint name="right_gripper_joint" type="fixed">   <!-- 定义一个名为right_gripper_joint的关节，类型为固定 -->   <origin rpy="0 0 0" xyz="0.2 -0.01 0"/>   <!-- 定义关节的原点，绕x轴旋转0度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0.2, -0.01, 0) -->   <parent link="gripper_pole"/>   <!-- 定义父链接为gripper_pole -->   <child link="right_gripper"/>   <!-- 定义子链接为right_gripper --> </joint>   <link name="right_gripper">   <!-- 定义一个名为right_gripper的链接 -->   <visual>     <!-- 定义视觉元素 -->     <origin rpy="-3.1415 0 0" xyz="0 0 0"/>     <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转-3.1415弧度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0, 0, 0) -->     <geometry>       <!-- 定义几何形状 -->       <mesh filename="package://urdf_tutorial/meshes/l_finger.dae"/>       <!-- 使用外部网格文件定义几何形状，文件路径为package://urdf_tutorial/meshes/l_finger.dae -->     </geometry>   </visual> </link>   <joint name="right_tip_joint" type="fixed">   <!-- 定义一个名为right_tip_joint的关节，类型为固定 -->   <parent link="right_gripper"/>   <!-- 定义父链接为right_gripper -->   <child link="right_tip"/>   <!-- 定义子链接为right_tip --> </joint>   <link name="right_tip">   <!-- 定义一个名为right_tip的链接 -->   <visual>     <!-- 定义视觉元素 -->     <origin rpy="-3.1415 0 0" xyz="0.09137 0.00495 0"/>     <!-- 定义视觉元素的原点，绕x轴旋转-3.1415弧度，绕y轴旋转0度，绕z轴旋转0度，位置为(0.09137, 0.00495, 0) -->     <geometry>       <!-- 定义几何形状 -->       <mesh filename="package://urdf_tutorial/meshes/l_finger_tip.dae"/>       <!-- 使用外部网格文件定义几何形状，文件路径为package://urdf_tutorial/meshes/l_finger_tip.dae -->     </geometry>   </visual> </link>   <link name="head">   <!-- 定义一个名为head的链接 -->   <visual>     <!-- 定义视觉元素 -->     <geometry>       <!-- 定义几何形状 -->       <sphere radius="0.2"/>       <!-- 定义一个球体，半径为0.2 -->     </geometry>     <material name="white"/>     <!-- 使用名为white的材质 -->   </visual> </link> <joint name="head_swivel" type="fixed">   <!-- 定义一个名为head_swivel的关节，类型为固定 -->   <parent link="base_link"/>   <!-- 定义父链接为base_link -->   <child link="head"/>   <!-- 定义子链接为head -->   <origin xyz="0 0 0.3"/>   <!-- 定义关节的原点，位置为(0, 0, 0.3) --> </joint>   <link name="box">   <!-- 定义一个名为box的链接 -->   <visual>     <!-- 定义视觉元素 -->     <geometry>       <!-- 定义几何形状 -->       <box size="0.08 0.08 0.08"/>       <!-- 定义一个长方体，尺寸为0.08x0.08x0.08 -->     </geometry>     <material name="blue"/>     <!-- 使用名为blue的材质 -->   </visual> </link>   <joint name="tobox" type="fixed">   <!-- 定义一个名为tobox的关节，类型为固定 -->   <parent link="head"/>   <!-- 定义父链接为head -->   <child link="box"/>   <!-- 定义子链接为box -->   <origin xyz="0.1814 0 0.1414"/>   <!-- 定义关节的原点，位置为(0.1814, 0, 0.1414) --> </joint> </robot> <!-- 结束机器人定义 -->

ros2 launch urdf_tutorial display.launch.py model:=urdf/05-visual.urdf

如何添加球体应该是相当不言自明的

<link name="head">   <visual>     <geometry>       <sphere radius="0.2"/>     </geometry>     <material name="white"/>   </visual> </link>

这里的网格是从 PR2 借来的。它们是单独的文件，你必须指定路径。你应该使用 package://NAME_OF_PACKAGE/path 符号。本教程的网格位于 urdf_tutorial 包中的一个名为 meshes 的文件夹中。

<link name="left_gripper">   <visual>     <origin rpy="0.0 0 0" xyz="0 0 0"/>     <geometry>       <mesh filename="package://urdf_tutorial/meshes/l_finger.dae"/>     </geometry>   </visual> </link>