solidworks2021导出urdf

一、背景描述

近期需要“造轮子” —— 重新拾起 urdf 导入ros环境，以大学时期参加的船赛作品"Rover" 作为模型案例整理记录一下，也是致敬那段和实验室小伙伴一起打比赛的时光。

二、solidworks配置

1. 插件配置

通过solidworks 导出urdf 需要对应版本 solidworks_urdf_exporter 插件 ,插件下载完后，直接点击运行傻瓜式安装即可。

插件安装完毕，重启solidworks在 选项——插件 这一栏里会出现 SW2URDF 一栏，如下图所示表示solidworks可以识别到该插件。

2. 模型设置

关于solidworks如何建模，本文便不再赘述，详细可参看solidworks课程。下面即以大学期间船赛模型进行导出urdf操作。

2.1 模型预处理

urdf (Unified Robot Description Format) 即统一机器人模型描述文件格式，使用XML格式描述了一系列关节与连杆的相对关系、惯性属性、几何特点和碰撞模型。现在通过soliworks进行建模，模型有了，对于urdf来说他需要的是各关节、连杆之间的相对关系，插件支持默认，但对于复杂的模型默认生成的位置关系通常不准确或不正确，所以在导出urdf文件时，我们需要先生成 基准轴、参考坐标系，进而生成想要的urdf文件。
2.1.1 生成基准轴
生成基准轴是为了确定urdf中旋转关节的旋转轴，添加基准轴时确保 基准轴——选择 这一栏处于激活状态，然后点击对应待添加轴线的关节，如(圆柱面)，软件自动会生成该基准轴。以此添加所有待添加的基准轴。

2.1.2 生成坐标系
生成坐标系是为了确定urdf文件中各关节的坐标系位置。与生成基准轴类似， 根据 激活坐标系 的不同栏状态分别确定 坐标系原点 、坐标系X轴、坐标系Y轴，注意：模型中的坐标系朝向是否正确，若方向反了可根据对应栏左侧的双向按键调整正反。

坐标原点 可能会因为自定义位置不支持选点，需要额外先 插入——参考几何体——点 进行点的插入。

进行完基准轴和坐标系的建立后，如下图所示。

2.2 模型导出配置

依次点击 工具——Tools——Export as urdf 进行urdf配置。

下图是对 基坐标系 base_link的配置：

• 红框：自定义坐标系的名称；
• 蓝框：对应的坐标系 (根据步骤2.1建立的坐标系进行选择)；
• 绿框：对应坐标系所包含的零部件；
• 黄框：基于该坐标系下存在多少个子坐标系；

以左前涵道控制为例，下图是对 子坐标系 left_front_duct_link 的配置：

• left_front_duct_link ： 自定义子坐标系名称；
• Joint Name : 自定义子坐标系与父坐标系连接的关节名称 (left_front_duct_joint）；
• Reference Coordinate System：对应的坐标系 (根据步骤2.1建立的坐标系进行选择)；
• Joint Type：关节类型；(fixed:刚性连接，如螺纹连接； continous:连续转轴，如车轮； revolute：指定范围转轴，如舵机；prismatic:线性移动连接，如滑轨）；
• 其他：与上面类似，如对应坐标系所含零部件以及基于该坐标系下存在多少个子坐标系；
  
  所有关节均指定完成后，点击Preview and Export 进行导出预览。
  
  可以检查对应坐标系的配置是否与所设一直，不一致可进行修改，然后点击next直至生成指定功能包如rover。

三、urdf 验证

将生成的功能包，放到rover_ws/src路径下进行编译，然后进行查看，可以通过rviz获取rover模型状态。

mkdir -p rover_ws/src
mv rover rover_ws/src
cd rover_ws
catkin_make
roslaunch rover display.launch