机器人系统模拟：是通过计算机模拟实体机器人系统的技术 ROS 模拟实现涉及三个主要内容：机器人建模(URDF)、创建仿真环境(Gazebo)以及感知环境(Rviz)等系统实现。

URDF是 Unified Robot Description Format 首字母缩写可以直接翻译成统一(标准化)机器人描述格式 XML 描述机器人的部分结构，如底盘、摄像头、激光雷达、机械臂和不同关节的自由度…,本文件可被接受 C 将内置解释器转换为可视化机器人模型，是 ROS 机器人仿真的重要组件

Gazebo是一款3D动态模拟器用于显示机器人模型，创建模拟环境，能够在复杂的室内外环境中准确有效地模拟机器人。类似于游戏引擎提供高保真度的视觉模拟，Gazebo为用户和程序提供高保真度的物理模拟，提供一套完整的传感器模型和非常友好的交互方式。

创建四轮圆柱形机器人模型，机器人参数如下，底盘为圆柱形，半径 10cm，高 8cm，四轮由两个驱动轮和两个通用支撑轮组成 3.25cm,轮胎宽度1.5cm，两个万向轮是球，半径 0.75cm，底盘离地间距为 1.5cm(与万向轮直径一致)

1 新建工作空间

mkdir ~/work/sim_ws/src catkin_create_pkg learing_urdf urdf xacro cd urdf  mkdir urdf mkdir config mkdir launch 

2 编写urdf文件具体语法百度

<robot name="mycar">     <!-- 设置 base_footprint  -->     <link name="base_footprint">         <visual>             <geometry>                 <sphere radius="0.001" />             </geometry>         </visual>     </link>      <!-- 添加底盘 -->     <!--          参数             形状:圆柱              半径:10     cm              高度:8      cm              离地:1.5    cm      -->     <link name="base_link">         <visual>             <geometry>                 <cylinder radius="0.1" length="0.08" />            </geometry>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <material name="yellow">
                <color rgba="0.8 0.3 0.1 0.5" />
            </material>
        </visual>
    </link>

    <joint name="base_link2base_footprint" type="fixed">
        <parent link="base_footprint" />
        <child link="base_link"/>
        <origin xyz="0 0 0.055" />
    </joint>


    <!-- 添加驱动轮 -->
    <!--
        驱动轮是侧翻的圆柱
        参数
            半径: 3.25 cm
            宽度: 1.5  cm
            颜色: 黑色
        关节设置:
            x = 0
            y = 底盘的半径 + 轮胎宽度 / 2
            z = 离地间距 + 底盘长度 / 2 - 轮胎半径 = 1.5 + 4 - 3.25 = 2.25(cm)
            axis = 0 1 0
    -->
    <link name="left_wheel">
        <visual>
            <geometry>
                <cylinder radius="0.0325" length="0.015" />
            </geometry>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="1.5705 0 0" />
            <material name="black">
                <color rgba="0.0 0.0 0.0 1.0" />
            </material>
        </visual>

    </link>

    <joint name="left_wheel2base_link" type="continuous">
        <parent link="base_link" />
        <child link="left_wheel" />
        <origin xyz="0 0.1 -0.0225" />
        <axis xyz="0 1 0" />
    </joint>


    <link name="right_wheel">
        <visual>
            <geometry>
                <cylinder radius="0.0325" length="0.015" />
            </geometry>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="1.5705 0 0" />
            <material name="black">
                <color rgba="0.0 0.0 0.0 1.0" />
            </material>
        </visual>

    </link>

    <joint name="right_wheel2base_link" type="continuous">
        <parent link="base_link" />
        <child link="right_wheel" />
        <origin xyz="0 -0.1 -0.0225" />
        <axis xyz="0 1 0" />
    </joint>




    <!-- 添加万向轮(支撑轮) -->
    <!--
        参数
            形状: 球体
            半径: 0.75 cm
            颜色: 黑色

        关节设置:
            x = 自定义(底盘半径 - 万向轮半径) = 0.1 - 0.0075 = 0.0925(cm)
            y = 0
            z = 底盘长度 / 2 + 离地间距 / 2 = 0.08 / 2 + 0.015 / 2 = 0.0475 
            axis= 1 1 1

    -->
    <link name="front_wheel">
        <visual>
            <geometry>
                <sphere radius="0.0075" />
            </geometry>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <material name="black">
                <color rgba="0.0 0.0 0.0 1.0" />
            </material>
        </visual>
    </link>

    <joint name="front_wheel2base_link" type="continuous">
        <parent link="base_link" />
        <child link="front_wheel" />
        <origin xyz="0.0925 0 -0.0475" />
        <axis xyz="1 1 1" />
    </joint>

    <link name="back_wheel">
        <visual>
            <geometry>
                <sphere radius="0.0075" />
            </geometry>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <material name="black">
                <color rgba="0.0 0.0 0.0 1.0" />
            </material>
        </visual>
    </link>

    <joint name="back_wheel2base_link" type="continuous">
        <parent link="base_link" />
        <child link="back_wheel" />
        <origin xyz="-0.0925 0 -0.0475" />
        <axis xyz="1 1 1" />
    </joint>

</robot>

3 编写launch文件

<launch>
    <!-- 将 urdf 文件内容设置进参数服务器 -->
    <param name="robot_description" textfile="$(find learn_urdf)/urdf/urdf/demo02_myrobot.urdf" />

    <!-- 启动 rivz -->
    <node pkg="rviz" type="rviz" name="rviz_test" />

    <!-- 启动机器人状态和关节状态发布节点 -->
    <node pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" name="robot_state_publisher" />
    <node pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" name="joint_state_publisher" />

    <!-- 启动图形化的控制关节运动节点 -->
    <node pkg="joint_state_publisher_gui" type="joint_state_publisher_gui" name="joint_state_publisher_gui" />

</launch>

4 运行 遇到的错误 1.

ERROR:cannot launch node of type [joint_state_publisher_gui/joint_state_publisher_gui]: joint_state_publisher_gui

解决方法：

sudo apt-get install ros-[rosversion]-joint-state-publisher-gui

[joint_state_publisher-4] process has died [pid 9914, exit code 1, cmd /opt/ros/melodic/lib/joint_state_publisher/joint_state_publisher __name:=joint_state_publisher __log:=/home/titan/.ros/log/bbcda9c6-cabb-11ec-abef-48b02d4db752/joint_state_publisher-4.log].
log file: /home/titan/.ros/log/bbcda9c6-cabb-11ec-abef-48b02d4db752/joint_state_publisher-4*.log

解决方法：

5 将rviz保存为config文件，之后每次打开就直接可以看到配置好的，不需要每次手动修改

概念： Xacro 是 XML Macros 的缩写，Xacro 是一种 XML 宏语言，是可编程的 XML。

原理： Xacro 可以声明变量，可以通过数学运算求解，使用流程控制控制执行顺序，还可以通过类似函数的实现，封装固定的逻辑，将逻辑中需要的可变的数据以参数的方式暴露出去，从而提高代码复用率以及程序的安全性。

作用： 较之于纯粹的 URDF 实现，可以编写更安全、精简、易读性更强的机器人模型文件，且可以提高编写效率。

略

1 新建工作空间，同上 2 编写xacro文件