第一章、從SOLIDWORKS中導出URDF

? ? ? ?二輪差速小車已經完結。接下去要進入阿克曼結構移動機器人的仿真。阿克曼小車的結構也就是我們看到最多的應用最廣的車型，也稱為car-like robot。在這里先挖下一個大坑，因為要做的東西很多，目前要做的僅僅是讓阿克曼小車能夠在gazebo仿真器中跑動起來，并且能夠進行建圖導航即可，后續再對其進行拓展。本次系列要做的還是類似于二輪差速車仿真實現這樣的一個流程，不過這次要分別用Twist消息和ackermann消息實現阿克曼小車的運動，以及建圖導航，請各位拭目以待。

1.配置sw_urdf_exporter插件

? ? ? ?在二輪差速小車gazebo仿真的第一章已經說到配置的方法,這邊再給一個插件的下載地址

[http://wiki.ros.org/sw_urdf_exporter] ? ?http://wiki.ros.org/sw_urdf_exporter?

下載sw2urdfSetup.exe文件后點擊安裝，安裝后就能用插件從SolidWorks中導出URDF模型了。

2.打開創建好的solidworks模型

? ? ? 下面是裝配好的tianracer阿克曼小車模型裝配體（這里非常感謝天之博特的模型支持），值得注意的是在裝配的過程中，小車的車頭要指向X軸正方向，豎直方向為Z軸正方向，這些在裝配的過程中需要額外注意，否則導出的URDF文件在gazebo或者RVIZ中小車的方位會有問題，如小車直接側翻等等。

3.創建所有link點和坐標系和joint軸線

? ? ? ?與差速小車配置有所不同的是，這次需要將點、坐標系、軸線混合起來配置。因為有些地方需要用到兩軸線的交點作為點，然后構建坐標系，配置深度攝像頭、激光雷達、單目攝像頭的方式與之前配置差速小車傳感器配件的方式一樣，我們還可以找一個小零件做imu傳感器模塊（其實仿真環境里面沒有必要用到imu，但是為了還原真實性的話可以放置用一下），以上配置方式我按下不表，可參考二輪差速小車的配置方式。附上鏈接：

[ROS學習初探之自建小車模型并進行仿真（一）]??

? ? ?接下去重點講一下阿克曼底盤的配置，我們先看一下阿克曼車的運動學模型：

我們可以看到車子轉彎的時候兩前輪會發生擺轉，在模型中令小車轉向的是與兩前輪相連接的轉向鉸鏈也叫steering hinge，前邊兩個steering hinge通過連桿連接形成正梯形四邊形結構，正因為是特殊的正梯形四邊形結構，使得兩前輪的轉動角度不同，且四輪的旋轉中心可匯交與車外的一點，而這一點即使小車的旋轉中心。通過控制steering hinge的轉動角度，可求得小車的最小轉彎半徑，在這里我們要記錄一下車子前后輪的輪距wheel base，以及左右輪的寬度，以便于后續的需要。前后輪的配置與二輪差速小車的配置一致這里不再贅述。主要講一下steering hinge，先配置left steering hinge ,在配置的時候盡量保持前后輪平行，并在配置前將與之相配合的輪子隱形以便于配置，并且需要將連桿刪去（gazebo無法仿真四邊形機構），因其與base_link相配合，我們在base_link上邊設置其旋轉軸，并將其命名為le_steer：

接著我們在left steering hinge上創建左輪的轉動軸，并將其命名為le_fr_wh:

選擇參考幾何體--點，選擇剛剛建立的兩軸線交叉生成點，該點為left steering hinge以及left front wheel旋轉軸的交點：

以點為基準建立坐標系并將其命名為le_steer_hinge:

我們對right steering hinge的配置如法炮制，至此坐標系和軸線已經全部配置完畢。

4.使用sw_urdf_exporter插件導出URDF

? ? ?依次點擊“工具—File—Export as URDF”打開插件，首先配置的是URDF Exporter界面，配置方法在二輪差速小車章節已經寫的比較詳細了，這里不再贅述，值得注意的是前輪的配置parent link 到child link的順序依次是base_link-->steering_hinge-->front_wheel，并且steering hinge的joint type是revolute，wheel的joint type是continuous，傳感器的joint type是fixed。如下圖所示：

至此URDF Exporter界面已經配置完畢，點擊“Preview and Export”選項，會出現一個新的界面，先配置的是各個joint，在這里我們需要配置一下兩個steering hinge joint以及四個wheel joint的limit參數，如下圖所示：

其他的joint可以不用去配置，接著點擊next進入link配置界面：

在此界面無需做太多的配置，慣量參數可以在后期配置，這里我們通過修改color的參數來設置各個link的顏色。

? ? ? 檢查無誤后點擊“Export URDF and Meshes”。選擇路徑對導出文件進行保存。切記命名的時候，文件名不能帶有大寫字母和中文，以免出現問題。我們將其命名為“racebot_description”。

小結

? ? ? 以上便是從solidworks導出阿克曼小車urdf的全部過程。接下去要做的便是將導出的功能包放進ubuntu系統并對其進行配置，先做一個鍵盤控制節點用Twist消息類型控制小車運動的實現，敬請期待。

參考資料

1.[ROS學習初探之自建小車模型并進行仿真(一)]?

https://blog.csdn.net/qq_48427527/article/details/108071749?spm=1001.2014.3001.5501

總結

以上是生活随笔為你收集整理的教程 | 阿克曼结构移动机器人的gazebo仿真（一）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。