URDF 本质是XML文件用来描述机器人刚体连杆link 关节joint。两大核心标签link刚体、joint两个连杆之间的连接关系注意纯URDF缺点不能复用代码实际项目一般搭配XACRO简化URDF支持变量、宏后面顺带讲基础xacro语法。一、整体文件骨架?xml version1.0? robot namemy_robot !-- 所有link、joint写在这里 -- /robotrobot name根标签一个机器人模型全部包裹在内。1. 连杆机器人的一段刚体底盘、轮子、机械臂节完整常用模板link namebase_link !-- 视觉模型rviz里看到的外形 -- visual !-- 原点相对link自身坐标系偏移 -- origin xyz0 0 0 rpy0 0 0/ !-- 几何体box长方体 / cylinder圆柱 / sphere球 / mesh外部模型(stl/dae) -- geometry box size0.6 0.4 0.2/ /geometry !-- 颜色 -- material nameblue color rgba0 0 1 0.8/ /material /visual !-- 碰撞模型物理仿真(Gazebo)碰撞检测一般简化形状不用精细模型 -- collision origin xyz0 0 0 rpy0 0 0/ geometry box size0.6 0.4 0.2/ /geometry /collision !-- 惯性参数仿真必须静态展示rviz可以省略 -- inertial origin xyz0 0 0 rpy0 0 0/ mass value5.0/ inertia ixx0.1 iyy0.1 izz0.1 ixy0 ixz0 iyz0/ /inertial /link重点标签说明origin xyzx y z rpyroll pitch yawxyz平移(m)rpy旋转弧度不是角度geometry 四类常用box size长 宽 高/ cylinder radius0.1 length0.5/ sphere radius0.1/ mesh filenamepackage://robot_description/meshes/wheel.stl/material 颜色 rgba红、绿、蓝、透明度0完全透明1不透明区分visual 可视化看的模型collision 物理碰撞使用模型inertial 质量惯性仿真Gazebo/Isaac必备2. 关节连接两个link重中之重通用模板joint namebase_to_wheel typerevolute !-- 父连杆、子连杆 -- parent linkbase_link/ child linkwheel_link/ !-- 关节原点子link坐标系相对于父link的位置姿态 -- origin xyz0.3 0.2 0 rpy1.5708 0 0/ !-- 旋转/移动轴关节运动沿着哪个轴 -- axis xyz1 0 0/ !-- 限位旋转/平移关节有效范围 -- limit lower-1.57 upper1.57 effort10.0 velocity1.0/ /jointjoint type 5种最常用类型类型含义使用场景fixed固定关节不能动雷达、相机固定安装在底盘最常用revolute旋转关节有角度限位机械臂舵机、转向轮continuous连续旋转无角度限制驱动轮小车轮子无限旋转prismatic平移关节直线滑动升降机构、伸缩推杆floating6自由度自由运动极少用空中悬浮物体关键标签解释parent父连杆child子连杆✅ 规则整个urdf必须构成树形结构不能出现环axis xyz1 0 0运动轴线x1沿X轴0 1 0沿Y轴0 0 1沿Z轴fixed固定关节可以省略axislimitlower upper最小/最大角度(rad)或位移(m)effort最大力矩/推力velocity最大速度fixed关节不需要limit标签高频例子相机固定在底盘上joint namebase_camera_joint typefixed parent linkbase_link/ child linkcamera_link/ origin xyz0.2 0 0.15 rpy0 0 0/ /joint3. 机器人坐标系约定行业通用规范写urdf必遵守base_link机器人底盘根连杆整棵树的根没有父关节camera_link相机坐标系laser_link激光雷达坐标系TF2坐标树就是urdf自动解析生成的rviz中RobotModel包会解析urdf自动发布所有TF变换4. URDF 在ROS2如何使用一般放到包内urdf/xxx.urdf通过robot_state_publisher节点加载urdf自动发布TFlaunch核心代码示意robot_desc CommandParameter( robot_description, valuePathJoinSubstitution([ FindPackageShare(robot_description), urdf, car.urdf ]) ) robot_state_publisher_node Node( packagerobot_state_publisher, executablerobot_state_publisher, parameters[robot_desc] )5. XACRO 简单语法工程基本都会用解决URDF重复代码后缀.xacro最终运行时自动展开为urdf定义变量xacro:property namewheel_radius value0.1/使用${wheel_radius}cylinder radius${wheel_radius} length0.08/宏重复结构封装比如左右车轮xacro:macro namewheel paramsprefix x_pos y_pos link name${prefix}_wheel_link ... /link joint name${prefix}_joint typecontinuous parent linkbase_link/ child link${prefix}_wheel_link/ origin xyz${x_pos} ${y_pos} 0/ axis xyz0 1 0/ /joint /xacro:macro !-- 调用宏一次性生成左轮、右轮 -- xacro:wheel prefixleft x_pos0.2 y_pos0.15/ xacro:wheel prefixright x_pos0.2 y_pos-0.15/6. 常用调试命令ROS2# 检查urdf语法错误非常重要 urdf_check car.urdf # xacro转urdf查看展开结果 xacro car.xacro out.urdf7. 新手最容易踩坑重点总结rpy 单位弧度不是角度90° 1.5708 radlink名称不能重复joint名称不能重复模型必须是树形结构禁止闭环fixed关节用来安装传感器相机、雷达90%传感器关节都是fixed小车驱动轮子用continuous不要用revolute只有仿真需要写inertial单纯rviz可视化可以删掉节省代码
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