miuav Gazebo Robot Modeling Skill
用于在 Gazebo Harmonic 中创建机器人模型
何时使用
当需要以下帮助时使用此技能：
- 创建 SDF 机器人模型文件
- 定义机器人链接和关节
- 配置惯性和碰撞体
- 添加执行器和驱动器
快速参考
SDF 机器人模型基本结构
<?xml version="1.0" ?>
<sdf version="1.11">
<model name="my_robot">
<static>false</static>
<link name="base_link">
<pose>0 0 0.1 0 0 0</pose>
<inertial>
<mass>1.0</mass>
<inertia>
<ixx>0.001</ixx>
<ixy>0</ixy>
<ixz>0</ixz>
<iyy>0.001</iyy>
<iyz>0</iyz>
<izz>0.001</izz>
</inertia>
</inertial>
<collision name="base_collision">
<geometry>
<box>
<size>0.5 0.5 0.1</size>
</box>
</geometry>
</collision>
<visual name="base_visual">
<geometry>
<box>
<size>0.5 0.5 0.1</size>
</box>
</geometry>
<material>
<diffuse>0.5 0.5 0.5 1</diffuse>
</material>
</visual>
</link>
<joint name="wheel_joint" type="revolute">
<parent>base_link</parent>
<child>wheel_link</child>
<axis>
<xyz>0 0 1</xyz>
<limit>-1e16 1e16</limit>
</axis>
</joint>
</model>
</sdf>
链接配置
惯性参数
<inertial>
<mass>5.0</mass>
<frame>link_frame</frame>
<inertia>
<ixx>0.01</ixx>
<ixy>0</ixy>
<ixz>0</ixz>
<iyy>0.01</iyy>
<iyz>0</iyz>
<izz>0.01</izz>
</inertia>
</inertial>
碰撞体
<collision name="base_collision">
<pose>0 0 0 0 0 0</pose>
<geometry>
<box>
<size>0.5 0.5 0.1</size>
</box>
</geometry>
<surface>
<friction>
<ode>
<mu>1.0</mu>
<mu2>1.0</mu2>
</ode>
</friction>
<restitution>
<coefficient>0.5</coefficient>
</restitution>
</surface>
</collision>
视觉体
<visual name="base_visual">
<pose>0 0 0 0 0 0</pose>
<geometry>
<box>
<size>0.5 0.5 0.1</size>
</box>
</geometry>
<material>
<ambient>0.5 0.5 0.5 1</ambient>
<diffuse>0.5 0.5 0.5 1</diffuse>
<specular>0.1 0.1 0.1 1</specular>
</material>
</visual>
关节配置
Revolute 关节 (旋转关节)
<joint name="wheel_joint" type="revolute">
<parent>base_link</parent>
<child>wheel_link</child>
<pose>0 0 0 0 0 0</pose>
<axis>
<xyz>0 0 1</xyz>
<limit>
<lower>-1.57</lower>
<upper>1.57</upper>
<effort>10</effort>
<velocity>5</velocity>
</limit>
<dynamics>
<damping>0.1</damping>
<friction>0.1</friction>
</dynamics>
</axis>
</joint>
Continuous 关节 (连续旋转)
<joint name="wheel_joint" type="continuous">
<parent>base_link</parent>
<child>wheel_link</child>
<axis>
<xyz>0 0 1</xyz>
<dynamics>
<damping>0.05</damping>
<friction>0.0</friction>
</dynamics>
</axis>
</joint>
Prismatic 关节 (滑动关节)
<joint name="slider_joint" type="prismatic">
<parent>base_link</parent>
<child>slider_link</child>
<axis>
<xyz>1 0 0</xyz>
<limit>
<lower>0</lower>
<upper>1.0</upper>
<effort>100</effort>
<velocity>0.5</velocity>
</limit>
</axis>
</joint>
Fixed 关节 (固定)
<joint name="fixed_joint" type="fixed">
<parent>base_link</parent>
<child>mounted_link</child>
</joint>
Ball 关节 (球形关节)
<joint name="ball_joint" type="ball">
<parent>base_link</parent>
<child>ball_link</child>
<axis>
<xyz>1 0 0</xyz>
<dynamics>
<damping>0.1</damping>
</dynamics>
</axis>
</joint>
执行器配置
电机驱动
<joint name="wheel_joint" type="revolute">
<parent>base_link</parent>
<child>wheel_link</child>
<axis>
<xyz>0 0 1</xyz>
<limit>
<lower>-10</lower>
<upper>10</upper>
<effort>5</effort>
<velocity>10</velocity>
</limit>
</axis>
<!-- 关节驱动器配置 -->
<dynamics>
<damping>0.1</damping>
<friction>0.2</friction>
</dynamics>
</joint>
位置控制
<!-- 使用 position 控制器 -->
<plugin filename="gz-sim-joint-position-controller-system" name="gz::sim::systems::JointPositionController">
<joint_name>arm_joint_1</joint_name>
<initial_position>0.0</initial_position>
</plugin>
速度控制
<plugin filename="gz-sim-joint-velocity-controller-system" name="gz::sim::systems::JointVelocityController">
<joint_name>wheel_joint</joint_name>
<velocity>0.0</velocity>
</plugin>
机器人类型模板
差速驱动机器人
<?xml version="1.0" ?>
<sdf version="1.11">
<model name="differential_robot">
<static>false</static>
<!-- 主体 -->
<link name="base_link">
<pose>0 0 0.15 0 0 0</pose>
<inertial>
<mass>5.0</mass>
<inertia>
<ixx>0.01</ixx><iyy>0.01</iyy><izz>0.01</izz>
</inertia>
</inertial>
<collision name="base_collision">
<geometry><box><size>0.4 0.3 0.1</size></box></geometry>
</collision>
<visual name="base_visual">
<geometry><box><size>0.4 0.3 0.1</size></box></geometry>
<material><diffuse>0.8 0.2 0.2 1</diffuse></material>
</visual>
</link>
<!-- 左轮 -->
<link name="left_wheel">
<pose>0 0.2 0.05 -1.57 0 0</pose>
<inertial>
<mass>0.5</mass>
<inertia><ixx>0.001</ixx><iyy>0.001</iyy><izz>0.001</izz></inertia>
</inertial>
<collision name="left_wheel_collision">
<geometry><cylinder><radius>0.05</radius><length>0.04</length></cylinder></geometry>
</collision>
<visual name="left_wheel_visual">
<geometry><cylinder><radius>0.05</radius><length>0.04</length></cylinder></geometry>
<material><diffuse>0.2 0.2 0.2 1</diffuse></material>
</visual>
</link>
<!-- 右轮 -->
<link name="right_wheel">
<pose>0 -0.2 0.05 -1.57 0 0</pose>
<inertial>
<mass>0.5</mass>
<inertia><ixx>0.001</ixx><iyy>0.001</iyy><izz>0.001</izz></inertia>
</inertial>
<collision name="right_wheel_collision">
<geometry><cylinder><radius>0.05</radius><length>0.04</length></cylinder></geometry>
</collision>
<visual name="right_wheel_visual">
<geometry><cylinder><radius>0.05</radius><length>0.04</length></cylinder></geometry>
<material><diffuse>0.2 0.2 0.2 1</diffuse></material>
</visual>
</link>
<!-- 左轮关节 -->
<joint name="left_wheel_joint" type="continuous">
<parent>base_link</parent>
<child>left_wheel</child>
<axis><xyz>0 0 1</xyz></axis>
</joint>
<!-- 右轮关节 -->
<joint name="right_wheel_joint" type="continuous">
<parent>base_link</parent>
<child>right_wheel</child>
<axis><xyz>0 0 1</xyz></axis>
</joint>
</model>
</sdf>
四轮麦轮/阿克曼转向
<!-- 参考 differentials 示例扩展 -->
嵌套模型
<model name="compound_robot">
<!-- 主车体 -->
<link name="chassis">...</link>
<!-- 嵌套模型 - 机械臂 -->
<model name="arm">
<static>false</static>
<link name="arm_base">...</link>
</model>
</model>
常见问题
问题 1: 机器人掉落
解决方案：检查惯性质量和重力设置
问题 2: 关节抖动
解决方案：调整 damping 和 friction 参数
相关资源
另见
- sensor-integration - 传感器集成
- world-creation - 世界创建