使用ROS进行简单易懂的URDF机器人建模教程 - 机器人模拟初学者第一课：理解URDF

1.1 URDF 简介

• URDF 全称为 Unified Robot Description Format，中文可以翻译为 “ 统一机器人描述格式 ”。与计算机文件中的 .txt 文本格式、.jpg 图像格式等类似，URDF 是一种基于 XML 规范、用于描述机器人结构的格式。
• 所以 URDF 到底有什么用呢？设计这一格式的目的在于提供一种尽可能通用（as general as possible）的机器人描述规范。

1.2 URDF 文件标签简介

• 在 URDF 文件中，使用的是 XML 格式来描述一个机器人模型，而在 ROS 中提供了 URDF 文件的 C++ 解析器。
• 下图就是一个 URDF 文件的大致内容：
  
• XML 格式的代码，下面简单了解下其中各个主要标签的含义：

< link >标签：

• 作用：用于描述机器人某个刚体部分的外观和物理属性，如
  1. 尺寸（size）
  2. 颜色（color）
  3. 形状（shape）
  4. 惯性矩阵（inertial matrix）
  5. 碰撞参数（collision properties）等等
• < link > 内的标签简介：
  

标签	简介
inertial	描述机器人 link 的惯性参数
visual	描述机器人 link 部分的外观参数
collision	描述机器人 link 的碰撞属性

< joint >标签：

• 作用：描述机器人关节的运动学和动力学属性（包括关节运行的位置和速度限制）。
• 其中关节的六种类型，如下：

关节类型	描述
continuous	旋转关节，可以围绕单轴无线旋转
revolute	旋转关节，类似于continuous，但是有旋转的角度限制
prismatic	滑动关节，沿某一轴线移动的关节，带有位置极限
planar	平面关节，允许在平面正交方向上平移或者旋转
floating	浮动关节，允许进行平移、旋转运动
fixed	固定关节，不允许运动的特殊关节

• < joint > 内的标签简介：
  

标签	简介
calibration	关节的参考位置，用来校准关节的绝对位置
dynamics	描述关节的物理属性，例如阻尼值、物理静摩擦力等，经常在动力学仿真中用到
limit	描述运动的一些极限值，包括关节运动的上下限位置、速度限制、力矩限制等
mimic	描述该关节与已有关节的关系
safety_controller	描述安全控制器参数

< robot >标签：

• 作用：完整机器人模型的最顶层标签，< link > 和 < joint > 标签都必须包含在 < robot > 标签内。
  
• 一个完整的机器人模型，由一系列的 < link > 和 < joint > 组成。
• 简单了解了后，开始建模。