ros2--xacro

什么是xacro

在ROS 2中，Xacro（XML Macros）是一种基于XML的宏语言，专门用于简化URDF（Unified Robot Description Format）文件的编写。它通过宏定义、变量替换和代码复用等功能，让机器人模型的描述更模块化、更易维护。

Xacro与URDF的关系

• URDF：原生XML格式，描述机器人模型（连杆、关节、传感器等），但冗长且难以复用。

• Xacro：URDF的增强版，在预处理阶段会被展开为纯URDF，最终被ROS 2节点（如robot_state_publisher）使用。

为什么用Xacro

• 减少代码量：宏和变量避免重复定义（如多个相同的轮子）。

• 参数化设计：通过变量快速调整机器人尺寸（如轮径、臂长）。

• 模块化开发：将机器人部件拆分为独立文件（如底盘、机械臂）。

• 动态配置：结合条件语句实现不同硬件配置（如是否安装摄像头）。

xacro语法

1,常量定义

<xacro:property name="PI" value="3.14159"/>
<xacro:property name="wheel_mass" value="2.0"/>
<mass value="${wheel_mass}"/>
<inertia ixx="${wheel_mass * 0.1}" ixy="0" ixz="0"/>

2,宏定义

<!-- 定义宏 -->
<xacro:macro name="wheel" params="prefix x_pos">
  <link name="${prefix}_wheel">
    <visual><geometry><sphere radius="0.1"/></geometry></visual>
  </link>
  <joint name="${prefix}_joint" type="fixed">
    <parent link="base_link"/>
    <child link="${prefix}_wheel"/>
    <origin xyz="${x_pos} 0 0"/>
  </joint>
</xacro:macro>

<!-- 调用宏方法1： -->
<xacro:wheel prefix="left" x_pos="0.2"/>
<xacro:wheel prefix="right" x_pos="-0.2"/>

<!-- 调用宏方法2： -->
<wheel prefix="left" x_pos="0.2"/>
<wheel prefix="right" x_pos="-0.2"/>

xacro展开为urdf文件：

3,数值计算

<xacro:property name="PI" value="3.14159"/>
<xacro:property name="wheel_mass" value="2.0"/>
<mass value="${wheel_mass}"/>
<inertia ixx="${wheel_mass * 0.1}" ixy="0" ixz="0"/>

4,条件判断

<xacro:property name="has_camera" value="true"/>
<xacro:if value="${has_camera}">
  <link name="camera_link">...</link>
</xacro:if>

• 作用：如果 has_camera 为 true，则在 URDF 中添加名为 camera_link 的连杆（Link）定义；否则跳过。

• 细节：

  • xacro:if 是条件判断标签，value 接受表达式（如变量、比较运算等）。

  • ${has_camera} 是变量引用语法（类似 Shell 脚本中的变量展开）。

  • 如果 value 结果为 true、1 或非空字符串，条件成立。

5,文件包含

URDF文件太长，可以分为多个urdf文件，通过include进来到xacro文件中。

<xacro:include filename="$(find-pkg-share test_urdf)/urdf/sensors/camera.xacro"/>
<!--或者-->
<xacro:include filename="$(find test_urdf)/urdf/sensors/camera.xacro"/>

xacro展开为urdf文件

ros2 run xacro xacro robot.xacro -o robot.urdf