URDF：機器人建模方法

ROS是機器人操作系統(tǒng)，當(dāng)然要給機器人使用啦，不過在使用之前，還得讓ROS認(rèn)識下我們使用的機器人，如何把一個機器人介紹給ROS呢？

為此，ROS專門提供了一種機器人建模方法——URDF，用來描述機器人外觀、性能等各方面屬性。

機器人的組成

建模描述機器人的過程中，我們自己需要先熟悉機器人的組成和參數(shù)，比如機器人一般是由硬件結(jié)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、控制系統(tǒng)四大部分組成，市面上一些常見的機器人，無論是移動機器人還是機械臂，我們都可以按照這四大組成部分進行分解。

硬件結(jié)構(gòu)就是底盤、外殼、電機等實打?qū)嵖梢钥吹降脑O(shè)備；

驅(qū)動系統(tǒng)就是可以驅(qū)使這些設(shè)備正常使用的裝置，比如電機的驅(qū)動器，電源管理系統(tǒng)等；

傳感系統(tǒng)包括電機上的編碼器、板載的IMU、安裝的攝像頭、雷達(dá)等等，便于機器人感知自己的狀態(tài)和外部的環(huán)境；

控制系統(tǒng)就是我們開發(fā)過程的主要載體了，一般是樹莓派、電腦等計算平臺，以及里邊的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。

機器人建模的過程，其實就是按照類似的思路，通過建模語言，把機器人每一個部分都描述清楚，再組合起來的過程。

URDF

ROS中的建模方法叫做URDF，全稱是統(tǒng)一機器人描述格式，不僅可以清晰描述機器人自身的模型，還可以描述機器人的外部環(huán)境，比如這里的桌子，也可以算作一個模型。

URDF模型文件使用的是XML格式，右側(cè)就是一個機器人的URDF描述，乍看上去，有點像網(wǎng)頁開發(fā)的源代碼，都是由一系列尖括號包圍的標(biāo)簽和其中的屬性組合而成。

如何使用這樣一個文件描述機器人呢？比如這個機械臂，大家可以看下自己的手臂，我們的手臂是由大臂和小臂組成，他們獨自是無法運動的，必須通過一個手肘關(guān)節(jié)連接之后，才能通過肌肉驅(qū)動，產(chǎn)生相對運動。

在建模中，大臂和小臂就類似機器人的這些獨立的剛體部分，稱為連桿Link，手肘就類似于機器人電機驅(qū)動部分，稱為關(guān)節(jié)joint。

所以在URDF建模過程中，關(guān)鍵任務(wù)就是通過這里的和，理清楚每一個連桿和關(guān)節(jié)的描述信息。