在創建一個mwRobot_description程序包那一節中，我們添加了依賴roscpp rospy std_msgs 和 urdf , 現在我們再添加一個xacro依賴。
如何添加依賴？
打開程序包中的package.xml文件，添加以下內容：
<build_depend>xacro</build_depend>
<build_export_depend>xacro</build_export_depend>
<exec_depend>xacro</exec_depend>
在launch文件夾中添加 display_mwRobot_base_urdf.launch 文件
<!-- 利用urdf建立模型 --> <launch> <param name="robot_description" textfile="$(find mwRobot_description)/urdf/mwRobot_base.urdf" /> <!-- 顯示關節控制插件，可以使關節回到中心位置也能設置關節為隨機角度 --> <param name="use_gui" value="true" /> <!-- 運行joint_state_publisher節點，發布機器人的關節狀態 --> <node name="joint_state_publisher_mwRobot" pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" /> <!-- 運行robot_state_publisher節點，將機器人各個links、joints之間的關系通過tf發布 --> <node name="mwRobot_state_publisher_mwRobot" pkg="robot_state_publisher" type="state_publisher" /> <!-- 運行rviz可視化界面 --> <node name="mwRobot_rviz" pkg="rviz" type="rviz" args="-d $(find mwRobot_description)/config/mwRobot_urdf.rviz" required="true"/> </launch>
這個launch文件的功能就是加載urdf模型文件，然后運行 joint_state_publisher 和 robot_state_publisher 這兩個節點，它們是用來發布關節的狀態信息和機器人各個links與joints之間的關系。所以這兩個是必須要有的。最后一個就所運行rviz可視化工具來看我們機器人的模型。
由上述文件可得，我們目前還缺少 urdf/mwRobot_base.urdf 和 config/mwRobot_urdf.rviz文件。
創建urdf/mwRobot_base.urdf文件
在urdf文件夾中創建一個mwRobot_base.urdf文件。並輸入以下內容:(在此文件中不能有中文注釋，否則報錯)
<?xml version="1.0" ?> <robot name="mwRobot"> <!-- No Chinese annotations exist. --> <!-- Robot main body --> <link name="base_link"> <visual> <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" /> <geometry> <cylinder length="0.16" radius="0.2"/> </geometry> <material name="yellow"> <color rgba="1 0.4 0 1" /> </material> </visual> </link> <!-- The connection between the left wheel and the main body --> <joint name ="left_wheel_joint" type="continuous"> <origin xyz="0 0.19 -0.05" rpy="0 0 0" /> <parent link="base_link"/> <child link="left_wheel_link"/> <axis xyz="0 1 0"/> </joint> <!-- The definition of the left wheel --> <link name="left_wheel_link"> <visual> <origin xyz="0 0 0" rpy="1.5707 0 0" /> <geometry> <cylinder length="0.06" radius="0.08"/> </geometry> <material name="white"> <color rgba="1 1 1 0.9" /> </material> </visual> </link> <!-- The connection between the right wheel and the main body --> <joint name ="right_wheel_joint" type="continuous"> <origin xyz="0 -0.19 -0.05" rpy="0 0 0" /> <parent link="base_link"/> <child link="right_wheel_link"/> <axis xyz="0 1 0"/> </joint> <!-- The definition of the right wheel --> <link name="right_wheel_link"> <visual> <origin xyz="0 0 0" rpy="1.5707 0 0" /> <geometry> <cylinder length="0.06" radius="0.08"/> </geometry> <material name="white"> <color rgba="1 1 1 0.9" /> </material> </visual> </link> <!-- Joint of front universal wheel and main body --> <joint name ="front_caster_joint" type="continuous"> <origin xyz="0.18 0 -0.095" rpy="0 0 0" /> <parent link="base_link"/> <child link="front_caster_link"/> <axis xyz="0 1 0"/> </joint> <!-- Definition of front universal wheel --> <link name="front_caster_link"> <visual> <origin xyz="0 0 0" rpy="1.5707 0 0" /> <geometry> <sphere radius="0.015"/> </geometry> <material name="black"> <color rgba="0 0 0 0.9" /> </material> </visual> </link> <!-- Joint of back universal wheel and main body --> <joint name ="back_caster_joint" type="continuous"> <origin xyz="-0.18 0 -0.095" rpy="0 0 0" /> <parent link="base_link"/> <child link="back_caster_link"/> <axis xyz="0 1 0"/> </joint> <!-- Definition of back universal wheel --> <link name="back_caster_link"> <visual> <origin xyz="0 0 0" rpy="1.5707 0 0" /> <geometry> <sphere radius="0.015"/> </geometry> <material name="black"> <color rgba="0 0 0 0.9" /> </material> </visual> </link> </robot>
此文件中定義了機器人的主體、兩個主動輪、兩個從動論輪以及它們與主體的關節(連接)。
創建config/mwRobot_urdf.rviz 文件
此文件為rviz的配置文件，可以在rviz軟件中隨意修改，要求並不苛刻。所有參數的修改都可以通過RVIZ來完成。
首先，啟動rviz。啟動rviz之前需要啟動roscore。所以打開兩個控制終端，先在一個中啟動roscore，然后在另一個啟動rosrun rviz rviz。
roscore
rosrun rviz rviz
執行之后會打開一個軟件，然后在左上角的files中點擊Save Config As，然后保存到 config/mwRobot_urdf.rviz 即可。
圖：rviz軟件啟動界面
查看我們創建的模型
我們把打開的軟件關閉，關閉roscore。然后執行roslaunch 包名 launch文件名。
roslaunch mwRobot_description display_mwRobot_base_urdf.launch
然后程序會自動創建roscore(如果已經存在則不創建)，並打開rviz。
但是打開的RVIZ中並沒有任何物體，這是因為我們還沒有添加顯示模型這個組件。
打開的RVIZ和創建RVIZ配置文件時的是一模一樣。
這里我們先在左邊Displays一欄的Global Options中，講Fixed Frame修改為 base_link。
然后添加顯示模型組件，在程序左下角有 Add Duplicate Remove Rename幾個按鈕，點擊Add ，找到RobotModel選中並點擊確定。這個時候就可以看到我們創建的模型了。
再點擊Add 選擇TF並添加。就可以看到模型中有5個TF坐標顯示。我們可以在另一個窗口Joint State Publisher 中來控制輪子的角度。
至此，我們已經可以看到我們的模型了。我們可以將RVIZ此時配置保存起來，那么在下次打開的時候就和我們現在看到的一樣，不用在手動去添加tf、robotmodel了。在rviz中按Ctrl+S即可完成保存。
改進URDF模型，使用xacro模型文件
在urdf文件中，我們發現有大量的代碼重復，且參數修改麻煩，不便於二次開發，沒有參數計算等功能。那么我們換成以一種形式 xacro。
在使用xacro模型文件中，我們可以使用xacro模型解析器，也可以生成udrf文件來使用。
我們先創建一個xacro文件 mwRobot_Mainpart.xacro文件。此文件將會包含機器人主體部分，不包含傳感器等。
以下是mwRobot_Mainpart.xacro的內容:
<?xml version="1.0" ?> <robot name="mwRobot" xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro"> <!-- No Chinese annotations exist. --> <!-- PROPERTY LIST --> <xacro:property name="M_PI" value="3.1415926"/> <xacro:property name="base_radius" value="0.20"/> <xacro:property name="base_length" value="0.16"/> <xacro:property name="wheel_radius" value="0.06"/> <xacro:property name="wheel_length" value="0.025"/> <xacro:property name="wheel_joint_y" value="0.19"/> <xacro:property name="wheel_joint_z" value="0.05"/> <xacro:property name="caster_radius" value="0.015"/> <!-- wheel_radius - ( base_length/2 - wheel_joint_z) --> <xacro:property name="caster_joint_x" value="0.18"/> <!-- Defining the colors used in this robot --> <material name="yellow"> <color rgba="1 0.4 0 1"/> </material> <material name="black"> <color rgba="0 0 0 0.95"/> </material> <material name="gray"> <color rgba="0.75 0.75 0.75 1"/> </material> <xacro:macro name="wheel" params="prefix reflect"> <!-- The connection between the wheel and the main body --> <joint name ="${prefix}_wheel_joint" type="continuous"> <origin xyz="0 ${reflect*wheel_joint_y} ${-wheel_joint_z}" rpy="0 0 0" /> <parent link="base_link"/> <child link="${prefix}_wheel_link"/> <axis xyz="0 1 0"/> </joint> <!-- The definition of the wheel --> <link name="${prefix}_wheel_link"> <visual> <origin xyz="0 0 0" rpy="${M_PI/2} 0 0" /> <geometry> <cylinder length="${wheel_radius}" radius="${wheel_length}"/> </geometry> <material name="gray"/> </visual> </link> </xacro:macro> <xacro:macro name="caster" params="prefix reflect"> <!-- Joint of universal wheel and main body --> <joint name ="${prefix}_caster_joint" type="continuous"> <origin xyz="${reflect*caster_joint_x} 0 ${-(base_length/2+caster_radius)}" rpy="0 0 0" /> <parent link="base_link"/> <child link="${prefix}_caster_link"/> <axis xyz="0 1 0"/> </joint> <!-- Definition of universal wheel --> <link name="${prefix}_caster_link"> <visual> <origin xyz="0 0 0" rpy="${M_PI/2} 0 0" /> <geometry> <sphere radius="${caster_radius}"/> </geometry> <material name="black"/> </visual> </link> </xacro:macro> <!-- Robot main body --> <xacro:macro name="mwRobot_MainPart"> <!-- The joints between robots and his shadow --> <joint name="base_footprint_joint" type="fixed"> <origin xyz="0 0 ${base_length/2 + caster_radius*2}" rpy="0 0 0" /> <parent link="base_footprint"/> <child link="base_link" /> </joint> <!-- Projection of robot body on the ground --> <link name="base_footprint"> <visual> <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" /> <geometry> <box size="0.001 0.001 0.001" /> </geometry> </visual> </link> <link name="base_link"> <visual> <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" /> <geometry> <cylinder length="${base_length}" radius="${base_radius}"/> </geometry> <material name="yellow"/> </visual> </link> <wheel prefix="left" reflect="-1"/> <wheel prefix="right" reflect="1"/> <caster prefix="front" reflect="-1"/> <caster prefix="back" reflect="1"/> </xacro:macro> </robot>
上面文件中，定義了機器人的地盤結構，但是我們的機器人也有可能添加雙目相機、激光雷達等傳感器，這些傳感器大多分開寫成一個xacro文件，所以我們還需要一個文件把一個機器人的各個模塊組合起來。這里我新建一個 mwRobot_CompleteModel.xacro文件來處理這個事兒。
mwRobot_CompleteModel.xacro文件內容如下:
<?xml version="1.0"?> <robot name="wmRobot" xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro"> <xacro:include filename="$(find mwRobot_description)/urdf/mwRobot_Mainpart.xacro" /> <mwRobot_MainPart/> </robot>
下面，我們就要修改launch文件來啟動加載我們的模型文件了。這里我用的是xacro模型解析器。
復制原來的launch文件，並重命名為 display_mwRobot_CompleteModel.launch ，然后修改其中的代碼：
<!-- 利用urdf建立模型 --> <launch> <arg name="model" default="$(find xacro)/xacro --inorder '$(find mwRobot_description)/urdf/mwRobot_CompleteModel.xacro'"/> <param name="robot_description" command="$(arg model)" /> <!-- 顯示關節控制插件，可以使關節回到中心位置也能設置關節為隨機角度 --> <param name="use_gui" value="true" /> <!-- 運行joint_state_publisher節點，發布機器人的關節狀態 --> <node name="joint_state_publisher_mwRobot" pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" /> <!-- 運行robot_state_publisher節點，將機器人各個links、joints之間的關系通過tf發布 --> <node name="mwRobot_state_publisher_mwRobot" pkg="robot_state_publisher" type="state_publisher" /> <!-- 運行rviz可視化界面 --> <node name="mwRobot_rviz" pkg="rviz" type="rviz" args="-d $(find mwRobot_description)/config/mwRobot_urdf.rviz" required="true"/> </launch>
保存，然后啟動程序。
roslaunch mwRobot_description display_mwRobot_CompleteModel.launch
rviz啟動后應該就可以看到模型了，和我們之前用urdf創建的是一樣的。(有些誤差，因為修改了兩個輪子的參數)
如果不能看到模型先看看左側的RVIZ設置是不是正確的。
下面是我打開的界面：
這樣，我們的一個機器人模型就創建好了，大家可以自行修改參數來設計一個自己喜歡的機器人。
本節工程已經上傳，代號為V3.