机器人描述文件（URDF、SDF、XACRO） 与 /tf、/tf_static

本篇总结如何由机器人描述文件，得到各个link之间的位置关系，如何发布到/tf、/tf_static。

一、过程实现

• 一个简单的模型，包含两个link，一个joint，以URDF为例，如下

<?xml version="1.0"?>
<robot name="myfirstrobot">
    <!-- Base Link -->
    <link name="base_link">
        <visual>
            <geometry>
                <box size="0.1 0.1 2"/>
            </geometry>
        </visual>
    </link>

    <joint name="joint1" type="continuous">
        <parent link="base_link"/>
        <child link="middle_link"/>
        <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 1"/>
        <axis xyz="0 1 0"/>
    </joint>

    <link name="middle_link">
        <visual>
            <geometry>
                <box size="0.2 0.2 1"/>
            </geometry>
            <origin rpy="0 1.57075 0" xyz="0.5 0 0"/>
        </visual>
    </link>

</robot>

• 创建ROS功能包，并新建一个launch文件，如下：

<launch>
  <param
    name="robot_description"
    textfile="$(find myurdf)/robot/myfirstrobot.urdf" />

  <!-- send fake joint values -->
  <node 
    name="joint_state_publisher" 
    pkg="joint_state_publisher" 
    type="joint_state_publisher">
    <param name="use_gui" value="false"/>
  </node>

  <!-- Combine joint values -->
  <node
    name="robot_state_publisher"
    pkg="robot_state_publisher"
    type="robot_state_publisher" />

  <!-- Display -->
  <node
    name="rviz"
    pkg="rviz"
    type="rviz"
    respawn="false"
    output="screen"
    args="-d $(find myurdf)/urdf.rviz" />
</launch>

• 启动，便可在rviz查看机器人模型：

• 查看topic：

参考：https://blog.csdn.net/wxflamy/article/details/79235493

二、过程解释

• 首先，将机器人描述文件使用参数服务器加载：param name=robot_description；即launch文件中的第一步：

• 第二步，要把机器人的joint状态发布到/joint_states，以便于后续通过 joint状态得到各个link之间的位置关系，使用的插件为：joint_state_publisher

• 第三步，使用robot_state_publisher插件，发布机器人各个link之间的位置关系，两个topic: /tf、tf_static

三、两个疑问及解答

• 为什么会有两个位置关系的topic： /tf、/tf_static

/tf：动态的位置关系将会发布到此topic，这里的动态指的是机器人描述文件中活动joint

/tf_static：固定的位置关系会发布到此topic，即机器人描述文件中joint定义为“fixed"

• robot_state_publisher与static_transform_publisher的区别

static_transform_publisher：发布两个坐标系之间的静态坐标变换，这两个坐标系不发生相对位置变化，如下：

<launch>
<node pkg="tf"type="static_transform_publisher" name="link1_broadcaster"args="1 0 0 0 0 0 1 link1_parent link1 100" />
</launch>

尽管发布的是静态坐标变换，但是经过测试，它并没有发布到/tf_static话题上，依旧是/tf。

参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/58183383