urdf-viz

可视化 URDF(统一机器人描述格式) 文件。 urdf-viz 使用 Rust 语言编写。

安装

使用 cargo 安装

如果你已经在使用 rust-lang 并已安装 cargo，你可以通过以下命令安装：cargo install。

cargo install urdf-viz

如果你想使用除 .obj、.stl 和 .dae 文件以外的网格，你需要像下面一样使用 assimp 安装。

cargo install urdf-viz --features assimp

构建前的预要求

通用

如果你想使用 --features assimp 来使用除 .obj、.stl 和 .dae 文件以外的网格，你需要 cmake。

在 Linux 上

如果你还没有安装 ROS，你可能需要 cmake、xorg-dev 和 glu 来编译 assimp-sys 和 glfw-sys。

sudo apt-get install cmake xorg-dev libglu1-mesa-dev

下载二进制文件

你可以从 发布页面 下载预构建的二进制文件。预构建的二进制文件适用于 macOS、Linux 和 Windows（静态可执行文件）。

通过 Homebrew 安装

你可以在 macOS 和 Linux 上使用 Homebrew tap 安装 urdf-viz。

brew install openrr/tap/urdf-viz

如何使用

urdf-viz 命令将被安装。它需要 rosrun 和 rospack 来解析 package:// 中的 <mesh> 标签，并且它使用 xacro 将 .xacro 文件转换为 urdf 文件。这意味着在使用 urdf-viz 之前，您需要 $ source ~/catkin_ws/devel/setup.bash 或其他类似操作。

urdf-viz URDF_FILE.urdf

可以直接使用 xacro 文件。它将在 urdf-viz 内部通过 rosrun xacro xacro 转换。

urdf-viz XACRO_FILE.urdf.xacro

如果您的 xacro 文件有一些参数，您可以通过 --xacro-args 选项传递它们。

urdf-viz XACRO_FILE.urdf.xacro --xacro-args arg1=value arg2=value

有关其他选项，请阅读 -h 选项的输出。

urdf-viz -h

如果 mesh 标签中没有 "package://"，并且不使用 xacro，您也可以跳过安装 ROS。

如果 mesh 标签中有 "package://"，但是已知包的路径或 URL 而不使用 xacro，您也可以通过将包替换为路径或 URL 来跳过安装 ROS（见链接）。

GUI 使用方法

在 GUI 中，您可以使用键盘和鼠标执行一些操作。

• l 键用于从文件重新加载 urdf
• c 键用于切换碰撞模型或视觉模式
• 移动关节
  • 使用 Up/Down 键设置关节的角度
  • Ctrl + 拖动以移动关节角度
  • 使用 o ([) 和 p (]) 改变要移动的关节
• 逆运动学（仅位置）
  • Shift + 拖动以使用逆运动学（Y 和 Z 轴）
  • Shift + Ctrl + 拖动以使用逆运动学（X 和 Z 轴）
  • 使用 , 或 . 改变逆运动学的移动目标
• r 键用于设置随机关节
• z 键用于重置关节位置和原点
• 移动视点
  • 鼠标右键拖动以平移视图相机位置
  • 鼠标左键拖动以环顾四周
  • 滚动以缩放

Web I/O 接口

您可以使用 http/JSON 设置/获取关节角度。默认端口号为 7777。您可以通过 -p 选项更改它。（以下示例中使用 jq 作为 JSON 格式化器）

设置关节角度

发送以下格式的 JSON 数据。您必须指定关节的名称和位置（角度）。names 和 positions 的长度必须相同。您不需要写入所有关节名称，这意味着您可以指定部分关节。

{
  "names": ["joint_name1", "joint_name2"],
  "positions": [0.5, -0.1]
}

您可以使用 curl 尝试此操作。

$ curl -H "Accept: application/json" -H "Content-type: application/json" -X POST -d '{"names": ["r_shoulder_yaw", "r_shoulder_pitch"], "positions": [0.8, -0.8]}' http://127.0.0.1:7777/set_joint_positions | jq
{
  "is_ok": true,
  "reason": ""
}

以 JSON 格式获取关节角度

获取关节角度的结果 JSON 格式与 设置 方法相同。

$ curl http://127.0.0.1:7777/get_joint_positions | jq
{
  "names": [
    "r_shoulder_yaw",
    "r_shoulder_pitch",
    "r_shoulder_roll",
    "r_elbow_pitch",
    "r_wrist_yaw",
    "r_wrist_pitch",
    "l_shoulder_yaw",
    "l_shoulder_pitch",
    "l_shoulder_roll",
    "l_elbow_pitch",
    "l_wrist_yaw",
    "l_wrist_pitch"
  ],
  "positions": [
    0.8,
    -0.8,
    -1.3447506,
    -1.6683152,
    -1.786362,
    -1.0689334,
    0.11638665,
    -0.5987091,
    0.7868867,
    -0.027412653,
    0.019940138,
    -0.6975361
  ]
}

设置机器人原点

$ curl -H "Accept: application/json" -H "Content-type: application/json" -X POST -d '{"position":[0.2,0.0,0.0],"quaternion":[0.0,0.0,0.0,1.0]}' http://127.0.0.1:7777/set_robot_origin
{"is_ok":true,"reason":""}

四元数的元素顺序为 w, i, j, k。

获取机器人原点

$ curl http://127.0.0.1:7777/get_robot_origin
{"position":[0.2,0.0,0.0],"quaternion":[1.0,0.0,0.0,0.0]}

获取 URDF 文本

curl http://127.0.0.1:7777/get_urdf_text

图库

依赖项

• kiss3d: urdf-viz 强烈依赖于 kiss3d，这是一个超级容易使用的，优秀的3D图形引擎。
• nalgebra: 线性代数库。
• k: 基于 nalgebra 的运动学库。它可以使用 urdf-rs 加载 URDF 文件。
• mesh-loader: 网格文件 (.obj、.stl 和 .dae) 加载器。
• urdf-rs: URDF 文件加载器。
• structopt: 超级容易的命令行参数解析器。

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