ROS：机器人系统设计（连接摄像头、Kinect、激光雷达、URDF建模）
目录
一.连接摄像头
二.连接Kinect
三.连接激光雷达
四.URDF机器人建模
1.link
2.joint
3.robot
4.创建机器人建模的功能包
5.launch文件
6.建模简单机器人
7.建模摄像头
8.建模kinect
9.激光雷达建模
一.连接摄像头
sudo apt-get install ros-noetic-usb-cam
roslaunch usb_cam usb_cam-test.launch
rqt_image_view
二.连接Kinect
sudo apt-get install ros-kinetic-freenect-*
git clone https://github.com/avin2/SensorKinect.git
cd SensorKinect/Bin
tar xvf SensorKinect093-Bin-Linux-x86-v5.1.2.1.tar.bz2
sudo ./install.sh注：如果使用zsh编译器，通配符*会无法识别。
需要在.zshrc文件中添加
setopt nonomatch #让zsh支持*通配符
三.连接激光雷达
sudo apt-get install ros-noetic-rplidar-ros
rosrun rplidar_ros rplidarNode
四.URDF机器人建模
URDF：Unified Robot Description Format，统一机器人描述格式。
1.link
描述机器人某个刚体部分的外观和物理属性。
尺寸（size）、颜色（color）、形状（shape）、惯性矩阵（inertial matrix）、碰撞参数（collision properties）。
<visual>：描述机器人link部分的外观参数。
<inertial>：描述link的惯性参数。
<collision>：描述link的碰撞参数。<link name="link name"><inertial>......</inertial><visual>......</visual><collision>......</collision>
</link>2.joint
描述机器人关节的运动学和动力学属性。
包括关节运动的位置和速度限制。
根据关节运动形式，可将其分为6种形式。
<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，经常在动力学仿真用。
<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。
<mimic>：描述关节与已有关节的关系。
<safety_controller>：描述安全控制参数。<joint name="name of the joint" type="joint type"><parent link="parent_link"/><child link="child_link"/><calibration.../><dynamics damping.../><limit effort.../>
</joint>3.robot
一个完整的机器人模型，有一系列<link>和<joint>组成。
<robot name="name of the robot"><link>......</link><link>......</link><joint>......</joint><joint>......</joint>
</robot>4.创建机器人建模的功能包
catkin_create_pkg mrob_description urdf xacrourdf：存放机器人模型的URDF或xacro文件
meshes：存放URDF中引用的模型渲染文件
launch：保存相关启动文件
config：保存rviz的配置文件
5.launch文件
joint_state_publisher_gui：发布每个joint（除fixed类型）的状态，而且可以通过UI界面对joint进行控制。
robot_state_publisher：将机器人各个links、joints之间的关系，通过TF的形式，整理成三维姿态信息发布。
<launch><param name="robot_description" textfile="$(find mbot_description)/urdf/mbot_base.urdf" /><!-- 设置GUI参数，显示关节控制插件 --><param name="use_gui" value="true"/><!-- 运行joint_state_publisher节点，发布机器人的关节状态 --><!--打开joint_state_publish_gui--><node name="joint_state_publisher_gui" pkg="joint_state_publisher_gui" type="joint_state_publisher_gui" /><!-- 运行robot_state_publisher节点，发布tf --><!--打开joint_state_publish_gui--><node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" /><!-- 运行rviz可视化界面 --><node name="rviz" pkg="rviz" type="rviz" args="-d $(find mbot_description)/config/mbot_urdf.rviz" required="true" />
</launch>6.建模简单机器人
首先在config下放置需要的rviz文件。
<?xml version="1.0" ?>
<robot name="mbot"><link name="base_link"><visual><origin xyz=" 0 0 0" rpy="0 0 0" /><!--描述link坐标角度 --><geometry><cylinder length="0.16" radius="0.20"/><!-- cylinder 圆柱体、length高、radius半径--></geometry><material name="yellow"><color rgba="1 0.4 0 1"/><!--a代表透明度，1是不透明 --></material></visual></link>
<!--关节--><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>
<!--左轮子--><link name="left_wheel_link"><visual><origin xyz="0 0 0" rpy="1.5707 0 0" /><geometry><cylinder radius="0.06" length = "0.025"/></geometry><material name="white"><color rgba="1 1 1 0.9"/></material></visual></link><!--右轮子-->
<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><link name="right_wheel_link"><visual><origin xyz="0 0 0" rpy="1.5707 0 0" /><geometry><cylinder radius="0.06" length = "0.025"/></geometry><material name="white"><color rgba="1 1 1 0.9"/></material></visual></link>
<!--万向轮-->
<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><link name="front_caster_link"><visual><origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/><geometry><sphere radius="0.015" /></geometry><material name="black"><color rgba="0 0 0 0.95"/></material></visual></link><!--万向轮--><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><link name="back_caster_link"><visual><origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/><geometry><sphere radius="0.015" /></geometry><material name="black"><color rgba="0 0 0 0.95"/></material></visual></link></robot>
7.建模摄像头
<!--摄像头--><link name="camera_link"><visual><origin xyz=" 0 0 0 " rpy="0 0 0" /><geometry><box size="0.03 0.04 0.04" /><!--摄像头形状，以及长宽高--></geometry><material name="black"><color rgba="0 0 0 0.95"/></material></visual></link><joint name="camera_joint" type="fixed"><origin xyz="0.17 0 0.10" rpy="0 0 0"/><parent link="base_link"/><child link="camera_link"/></joint>
8.建模kinect
在meshes文件中添加kinect渲染文件
链接：https://pan.baidu.com/s/1x2EZuAqY4eLMQ3l_ZmxvJA
提取码：e98j
<!--rgb深度相机--><link name="kinect_link"><visual><origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 1.5708"/><geometry><!--添加meshes纹理文件--><mesh filename="package://mbot_description/meshes/kinect.dae" /></geometry></visual></link><joint name="laser_joint" type="fixed"><origin xyz="0.15 0 0.11" rpy="0 0 0"/><parent link="base_link"/><child link="kinect_link"/></joint>
9.激光雷达建模
<!--激光雷达--><link name="laser_link"><visual><origin xyz=" 0 0 0 " rpy="0 0 0" /><geometry><cylinder length="0.05" radius="0.05"/></geometry><material name="black"/></visual></link><joint name="laser_joint" type="fixed"><origin xyz="0 0 0.105" rpy="0 0 0"/><parent link="base_link"/><child link="laser_link"/></joint>
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