URDF+launch+Rvizロボットモデル memo

概要

ロボット（本体）モデルを作るためのURDFファイルについての概要説明、launchファイル作成してみて、作成したURDFモデルをRVitで表示してみるまでの流れをメモした

モデル構成

モデルは主に３つの部分で構成している。

１．手足を記述したLinkラベル

２．関節を記述したJointラベル

３．全体の手足と関節を記述したrobotラベル

Pkgを作ってみよう(workspace/src)

PKG作成ターミナルコマンド

catkin_create_pkg mbot_description urdf xacro

Pkgできたら、手動で４つのフォルダを作成 in folder mbot_description
1.urdf　モデルファイル用
2.meshes　　モデル外観の3Dデーターファイル用
3.launch　　起動ファイル用
4.config　　rvizパラメータ設定ファイル用

下記コマンドを使えば自動で生成してくれる。

mkdir urdf launch meshes config

urdfを作って見る

mrobot_chassis.urdf の例は下記参照して作成できる。

urdfファイル(mrobot_chassis.urdf)

<?xml version="1.0" ?>
<robot name="mrobot_chassis">

    <link name="base_link">
        <visual>
            <origin xyz=" 0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <geometry>
                <cylinder length="0.005" radius="0.13"/>
            </geometry>
            <material name="yellow">
                <color rgba="1 0.4 0 1"/>
            </material>
        </visual>
    </link>
    
    一部省略

</robot>

urdfをチェックして見る

urdfモデル作成できたら,liburdfdom_toolにて確認できる。

sudo apt-get install liburdfdom-tools

check_urdf mrobot_chassis.urdf

これでロボットの構成が表示されていれば、概ねLinkとJointは問題なさそう。

より詳細な内容を確認したい場合は下記コマンドにて構成をpdfでoutputして見ることができる。

urdf_to_graphiz mrobot_chassis.urdf

実際pdfの中身を開くとこんな感じ。

launchファイルを作って見る

nano display_mrobot_chassis_urdf.launch

中身

<launch>
    <!-- robot bodyのモデルを起動 -->
    <param name="robot_description" textfile="$(find mbot_description)/urdf/mrobot_chassis.urdf" />

    <!-- GUI　パラメータ設定 -->
    <param name="use_gui" value="true"/>
    
    <!-- joint_state_publisher -->
    <node name="joint_state_publisher_gui" pkg="joint_state_publisher_gui" type="joint_state_publisher_gui" />
    
    <!-- robot_state_publisher，tf  -->
    <node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" />
    
    <!-- rviz可視化設定 -->
    <node pkg="rviz" type="rviz" name="rviz" />

</launch>

注釈：
joint_state_publisherは何？
これはROSのツール（node）、起動した時にJointの位置をコントロールするUIも一緒に起動され、UIのラジオボタンを調整するとGUI（RVit）上にあるJointを動かすことができる。
robot_state_publisherは何？
ロボットモデルにあるLink、Jointの位置関係をTF形式で３次元情報として出している。

モデルを表示して見る

ターミナルで動かしてみる

roslaunch mrobot_description display_mrobot_chassis_urdf.launch

エラなくうまく行けば、下記のようなモデル画面が起動され、画面のようにモデルを表示するように設定すれば、モデルが表示されるようになる。

下記のようなエラが発生した場合,apt-getのコマンドを使ってappをインストール必要。
ERROR: cannot launch node of type [robot_state_publisher/state_publisher]: Cannot locate node of type [state_publisher] in package [robot_state_publisher]. Make sure file exists in package path and permission is set to executable (chmod +x)

sudo apt-get install ros-noetic-robot-state-publisher

モデルはこんな感じになりました。

Vizにどの座標系でデータを表示するか指定することが必要です。RViz画面中の「Fixed Frame」の右側でbase_linkを選択します。

Rviz表示するための設定はモデルによって変えることが多いので、その設定を保存することができる。

保存した表示設定コンフィグはlaunchファイルの中に入れてあげれば、次開く時に同じ設定で開いてくれるようになる。
コンフィグ指定する前はデフォルトの設定で開いている。

 <node name="rviz" pkg="rviz" type="rviz" args="-d $(find mrobot_description)/config/mrobot_chassis.rviz" required="true" />