:这段时间在研究运动规划(Motion Planning)问题,前一段时间在本专栏发了几篇关于路径规划算法(PRM、RRT、人工势场)的文章。考虑到本专栏的关注者以ROS兴趣爱好者为主,因此接下来的机器人运动规划算法相关的内容将发布在我的另一个专栏:机器人运动规划 ,而本专栏将会继续发布关于ROS机器人操作系统的探索记录。
什么是SDF?
SDF是一种XML格式,能够描述机器人、静态和动态物体、照明、地形甚至物理学的各方面的信息。SDF可以精确描述机器人的各类性质,除了传统的运动学特性之外,还可以为机器人定义传感器、表面属性、纹理、关节摩擦等;SDF还提供了定义各种环境的方法。包括环境光照、地形,OpenStreetMaps 中的街道以及 The Prop Shop 中提供的任何模型。
SDF Homesdformat.org
![](https://img.laitimes.com/img/__Qf2AjLwojIjJCLyojI0JCLicmbw5iM3ADZmVDMkJDZzMGOzM2YmFDN4cjY0MWYmNDNycjMl9CX0JXZ252bj91Ztl2Lc52YucWbp5GZzNmLn9Gbi1yZtl2Lc9CX6MHc0RHaiojIsJye.png)
SDF定义机器人
SDF定义环境
SDF和URDF的区别
SDF和URDF都是基于XML的机器人描述格式。区别在于URDF只能描述单个机器人的运动和动态属性,而无法描述环境信息,也不支持多机器人、闭链(并联)机器人;SDF是相对更新的格式,它可以包含从世界环境到机器人属性相关的全部信息,且支持闭链结构。
尽管SDF格式具备更明显的优点,Gazebo官方也主推SDF格式,甚至已经下架了部分关于URDF的教程。但到目前为止,大多数网络上能找到的中文ROS教程仍然是基于URDF的,部分插件工具也只支持URDF。因此,在选择机器人描述格式时,
如果对自己的开发能力有信心且有长期做Gazebo仿真开发的打算,或必须要用到闭链结构的机器人,推荐使用SDF格式;如果是刚入门的新手,还是建议采用教学资源更加丰富的URDF/XACRO格式建立自己的机器人。
SDF格式规范
世界环境(world)的基本结构
前面说到,SDF既可以描述环境信息,也可以描述机器人本身的信息。我们以一个典型的世界文件
example.world看一看SDF世界环境文件的基本结构。为了便于浏览,下面的文件中我删除了三级以上的标签,完整的文件见我的项目:
XM522706601/robotics_tutorial_for_zhihugithub.com
<sdf
可以看到,SDF格式的环境文件对环境参数做了详细的定义。而更多的机器人或者物体模型,可以利用<model>标签来插入。
模型标签(model)的基本结构
我们的机器人或者其它物体都是以模型标签<model>进行定义并插入到环境中的。下面以一个简单的正方体为例,说明<model>标签的基本结构。
<model
SDF格式中的<model>标签和URDF的<robot>标签结构基本一致,但细节略有不同。每个标签的细节信息,我们可以查阅官方规范文档:http://sdformat.org/spec ,文档分层图表的形式进行说明,查询十分方便。
SDF官方规范文档
SDF文件的使用
SDF格式的world文件既可以利用终端单独加载到gazebo中,也可以利用ros的launch文件进行启动。举例说明,先将example.world下载到Documents目录下。
(1)终端加载打开一个新终端,执行如下命令:
cd ~/Documents/
gazebo example.world
即可启动gazebo并加载example.world文件:
在大型项目中,我们更习惯用launch文件一次性加载模型、控制器、节点等文件。SDF文件同样可以在launch文件中加载。在launch文件中添加如下代码:
<launch>
<your_world>即为world文件所在的完整路径,例如:
<launch>
然后用roslaunch启动launch文件即可。
参考文献
[1] http://sdformat.org/
[2] Gazebo学习随记2 SDF和XML
[3] Gazebo学习总结之制作一个模型及导入网格