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로봇 모델 시각화

Moby Description 패키지

moby_description 패키지는 RViz 및 Gazebo 시뮬레이터에서 사용할 모델 파일(URDF)을 포함하고 있습니다.

├── moby_description
    ├── urdf
    ├── launch
    ├── rviz_config
    ├── meshes
    └──  ...

로봇 모델

  • URDF (The Universal Robotic Description Format): 로봇의 기구학 및 동역학적 요소를 기술하는 XML 형식 파일입니다.
  • Xacro: XML + Macro의 합성어로 로봇모델을 간단하게 메크로를 사용하여 XML 파일을 생성 할 수 있게 해줍니다.

moby_description 패키지의 urdf 폴더에는, Moby 모델(MobyRP, MobyRP_V3)의 모든 구성을 포함하는 config 폴더가 있습니다. 다른 xacro 파일은 config 폴더의 파일을 읽고 로봇을 구성합니다.

아래 다이어그램은 파일 간의 관계를 보여줍니다.

joint_limits ────────┐
kinematics ──────────┤
physical_parameters ─┤
visual_parameters ───┤
        moby_common ─┤
  moby_transmission ─┤
          materials ─┴─ moby_macro─moby.urdf

urdf 및 xacro에 대한 자세한 정보는 아래 링크를 참고하십시오. * ROS2 Humble build model tutorial

Rviz 실행

Moby 모델은 RViz2를 통해 시각화 될 수 있습니다. launch 파일은 한 번에 여러 ROS 노드를 시작하는 파일입니다. 다음 명령어를 통해 ROS2에서 robot description을 실행하고 로봇 모델을 시각화 할 수 있습니다.

ros2 launch moby_description moby_display.launch.py moby_type:=moby_rp

moby_type을 "moby_rp"로 지정하면, launch 파일이 적절한 구성 파일을 로드하고 RViz와 같은 시각화 도구에 로봇을 표시하는 데 필요한 노드를 실행합니다.

실행 후 Rviz 화면을 확인할 수 있습니다.

joint_states_publisher의 joint position 값을 수정하는 것으로, RViz에서 Indy의 관절과 Moby 바퀴의 위치를 변경할 수 있습니다.

Launch 파일

아래의 코드는 위의 명령에서의 moby_display.launch.py입니다.

#!/usr/bin/python3
#-*- coding: utf-8 -*-

from launch_ros.actions import Node
from launch import LaunchDescription
from launch.actions import DeclareLaunchArgument
from launch_ros.substitutions import FindPackageShare
from launch.substitutions import Command, FindExecutable, LaunchConfiguration, PathJoinSubstitution

def generate_launch_description():
    # Declare arguments
    declared_arguments = []

    declared_arguments.append(
        DeclareLaunchArgument(
            "name",
            default_value="moby"
        )
    )

    declared_arguments.append(
        DeclareLaunchArgument(
            "moby_type",
            default_value="moby_rp",
            description="Type of Moby robot.",
            choices=["moby_rp", "moby_rp_v3"]
        )
    )

    declared_arguments.append(
        DeclareLaunchArgument(
            "prefix",
            default_value='""',
            description="Prefix of the joint names, useful for \
            multi-robot setup. If changed than also joint names in the controllers configuration \
            have to be updated."
        )
    )

    # Initialize Arguments
    name = LaunchConfiguration("name")
    moby_type = LaunchConfiguration("moby_type")
    prefix = LaunchConfiguration("prefix")

    description_package = FindPackageShare('moby_description')

    robot_description_content = Command(
        [
            PathJoinSubstitution([FindExecutable(name="xacro")]),
            " ",
            PathJoinSubstitution([description_package, "urdf", 'moby.urdf.xacro']),
            " ",
            "name:=",
            name,
            " ",
            "moby_type:=",
            moby_type,
            " ",
            "prefix:=",
            prefix
        ]
    )

    robot_description = {"robot_description": robot_description_content}

    rviz_config_file = PathJoinSubstitution(
        [description_package, "rviz_config", "moby.rviz"]
    )

    robot_state_publisher_node = Node(
        package="robot_state_publisher",
        executable="robot_state_publisher",
        output="screen",
        parameters=[robot_description]
    )

    joint_state_publisher_gui_node = Node(
        package='joint_state_publisher_gui',
        executable='joint_state_publisher_gui'
    )

    rviz_node = Node(
        package="rviz2",
        executable="rviz2",
        name="rviz2",
        output="log",
        arguments=["-d", rviz_config_file]
    )

    nodes = [
        joint_state_publisher_gui_node,
        robot_state_publisher_node,
        rviz_node,
    ]

    return LaunchDescription(declared_arguments + nodes)

  • robot_description: moby.urdf.xacro를 읽고, joint_state_publisher 노드에 관련된 파라미터입니다.

  • joint_state_publisher: robot_description의 관절 및 바퀴 위치를 /joint_states 토픽으로 발행합니다.

  • robot_state_publisher: /joint_states 토픽을 구독하고 각 링크의 transform을 발행합니다.

  • rviz : RViz 노드를 실행하고, rviz 설정 파일 (moby_description/rviz_config/moby.rviz)을 로드합니다. robot_state_publisher 노드에서 발행된 tf를 구독하고 시각화합니다.