solidworks模型导出urdf(超详细)

2024-09-05 05:20

本文主要是介绍solidworks模型导出urdf(超详细),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

目录

  • 写在前面的话
  • 1 solidworks 文件
  • 2 安装sw2urdf插件
  • 3 完整步骤
    • 3.1 设置基准轴
    • 3.2 设置点
    • 3.3 设置坐标轴
    • 3.4 设置sw2urdf参数
    • 3.5 导出可能的问题
    • 3.6 ros2 编译
    • 3.7 成功结果画面

写在前面的话

刚进组1个月,我的博士研究方向是自动驾驶,还没入门,先看了古月居的ros2框架课程,现在需要开始进行仿真实验,基于实验室现有的车子进行,这个车子只有一个solidworks的工程文件,我需要想办法转到urdf的文件格式,方便在ros2框架的gazebo仿真软件中进行仿真实验。

我拿到的这个模型是实验室前人设计的,原点设置在左后轮上,且与地面不平行,对于没接触过机械设计的人来说,解构后重新拼接费时费力,需要找一个更快的方法。

网上这方面的资料比较少,我睬了不少坑,断断续续花了两个星期才走入正轨,这篇文章希望能帮助大家少走一些弯路,节省时间。本文希望能尽可能的详细的写清楚,由于篇幅限制,一些容易在网上查到的内容我会略过,有不懂的加我微信一起讨论。

1 solidworks 文件

打开.SLDASM文件,装配体文件,本人用的Solidworks版本是2024,win11系统,默认设置。

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2 安装sw2urdf插件

安装流程参考Github:SolidWorks to URDF Exporter 上面的 ROS Wiki,这是官方的,大部分问题可以在issue上找到,网上也有很多中文的详细教程,自己找吧

安装完后会在菜单栏的工具的tools选项中多一个【Export as URDF】

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3 完整步骤

提前熟悉一下菜单栏,插入 > 参考几何体 > 基准轴、坐标系、点

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3.1 设置基准轴

这里设置的是旋转轴,也就是控制车子运动需要的轴,车轮前进需要一个滚轴(Wheel),车轮转向需要一个转向轴(Orient)。

插入 > 参考几何体 > 基准轴 > 圆柱/圆锥面 > 选中右边的三维圆柱结构(圆柱会显示为蓝色,基准轴为黄色) > 点击右上角√ 确认即可

我这里4个轮子和4个轮子的转向,一共8个基准轴。

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3.2 设置点

这里设置点是为了下面设置坐标系,因为坐标系需要一个原点。

插入 > 参考几何体 > 点 > 面中心 > 选中右边的三维圆柱结构(圆柱会显示为蓝色,点为紫色小球) > 点击右上角√ 确认即可

我这里要设置9个点。(物体原点 + 8个坐标系原点)

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3.3 设置坐标轴

关键是以物体为参考系去找参考轴,选中x和y两个轴之后,观察z轴方向,如果z轴方向垂直xy面向上就是合理的。(因为在rviz2软件里面,xy面是网格地面,z轴垂直地面向上。)

插入 > 参考几何体 > 坐标系 > 选择点(下面第一个图) > 开始指定坐标轴 > 选中右边的三维物体的边(鼠标悬停为黄色,选中为淡蓝色) > 多次尝试把 Z 轴设置为垂直物体向上 > 点击右上角√ 确认即可

  1. 设置x轴:先点击X轴下面的空白输入框,然后在选中模型的一条边作为参考x轴

  2. 设置y轴:先点击Y轴下面的空白输入框,然后在选中模型的一条边作为参考Y轴

  3. 观察z轴方向,如果不合适就重新选择XY轴,三个轴的选择顺序可以随意调换,会有多种结果(貌似符合右手法则)

  4. 左上角电机√进行保存

注意:这里要做到所有的坐标轴统一,X轴(红色箭头)平行物体的对称中轴线,Y轴(绿色箭头)垂直物体向外,Z轴(蓝色箭头)垂直物体向上。

我这里要设置9个坐标系。(物体坐标系 + 4车轮旋转坐标系 + 4车轮转向坐标系)

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3.4 设置sw2urdf参数

前面是导出URDF文件的准备工作,下面才真正开始导出。这里如果看不懂可以去看看B站的视频,下面推荐了几个。总结来说就是要设置好参考坐标系、基准轴和绑定零件,还有零件的父子关系。

主要是注意父子关系,车轮转向坐标系要基于物体坐标系车轮自身旋转坐标系要基于车轮转向坐标系

solidworks转URDF,并且在rviz中仿真
SolidWorks模型导出urdf (古月居老师)
Gazebo仿真贴图零基础实战第1期 从SolidWorks模型到Gazebo仿真 超详细教程 TianbotMini迷你机器人平台 张宇星YYDS

工具 > Tools(在很下面) > Export as URDF > 省略详细的步骤 > Preview and Export 开始导出

小提示:注意点左上角 √ 进行保存,否则可能会sw2urdf窗口突然消失,参数设置也会丢失

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3.5 导出可能的问题

  1. 检查导出文件夹下的meshes文件夹,里面存的是.stl格式的三维模型(上一步绑定的零件组合件),有的时候会出现模型缺失的问题,也就是文件大小为0,这时候要检查上一步进行零件绑定的时候选择的目标是否有问题;
  2. 检查关节点的类型,continue是允许360度旋转,revolute是允许有限旋转(有约束),fixed是固定不旋转;
  3. 旋转轴的问题,有的地方会出现旋转轴全0的情况,这是不对的,要回去检查设置的基准轴有无问题;
  4. urdf文件夹里面保存的.urdf文件就是对solidworks三维模型的urdf表示,有点类似xml文件格式。
  5. 导出要选择 Export URDF and Meshes。
  6. 导出会需要几秒的时间,SOLIDWORKS会有点卡,注意别乱点。

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3.6 ros2 编译

要先去到工作目录下,再进行编译(这部分不懂的去看看古月觉ros2的视频降到的ros2的工作空间)

colcon build --packages-select car_urdf
source ./install/setup.sh
ros2 launch car_urdf display.launch

因为我用的是ROS2框架,有些配置文件需要修改,参考下面这篇文章,写得很好,按流程走就行,记得改成自己的文件名,我这里是car_urdf。

Solidworks导出URDF总结(Humble)

3.7 成功结果画面

rviz界面左边的Joint State Publisher窗口可以控制车轮转向和车轮旋转,进行验证。

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这篇关于solidworks模型导出urdf(超详细)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1138057

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