xacro简化urdf

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按照b站鱼香ros ros2仿真教程进行学习时，遇到报错。

<?xml version="1.0"?>
<robot xmlns:xacro="http://wiki.ros.org/xacro" name="first_robot">
    <xacro:macro name="base_link" params="length radius">
        <link name="base_link">
            <!--部件的外观描述-->
            <visual>
                <!--沿着自己几何中心的偏移和旋转量-->
                <origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
                <!--几何形状-->
                <geometry>
                    <cylinder radius="${radius}" length="${length}"/>
                </geometry>
                <!--材质颜色-->
                <material name="white">
                    <color rgba="1.0 1.0 1.0 0.5"/>
                </material>
            </visual>    
        </link>
    </xacro:macro>

    <xacro:macro name="imu_link" params="imu_name xyz">
        <!--机器人的IMU部件，惯性测量传感器-->
        <link name="${imu_name}_link">
            <!--部件的外观描述-->
            <visual>
                <!--沿着自己几何中心的偏移和旋转量-->
                <origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
                <!--几何形状-->
                <geometry>
                    <box size="0.02 0.0 0.0"/> 
                </geometry>
                <!--材质颜色-->
                <material name="black">
                    <color rgba="0.0 0.0 1.0 0.5"/>
                </material>
            </visual>    
        </link>

    </xacro:macro>
   
    <!--机器人的关节，用于组合机器人的部件-->
    <joint name="${imu_name}_joint" type="fixed">
        <parent link="base_link" />
        <child link="${imu_name}_link" /> 
        <origin xyz="${xyz}" rpy="0.0 0.0 0.0" />
    </joint>

    <xacro:base_link length="0.12" radius="0.1"/>
    <xacro:imu_link imu_name="imu_up" xyz="0.0 0.0 0.03"/>
    <xacro:imu_link imu_name="imu_down" xyz="0.0 0.0 -0.03"/>

</robot>

[小伊]

在你提供的URDF（通过XACRO简化）文件中，存在几个问题导致它无法正确解析和编译。这些问题主要与XACRO宏的使用和XML的规范有关。下面是详细的问题和解决方案：

1. 宏定义和调用的位置问题：
   在XACRO中，宏的定义和调用必须遵守一定的结构。在你的代码中，joint 标签是直接在 robot 标签下定义的，而它依赖于 imu_link 宏中的参数 ${imu_name}。由于 joint 标签不在宏内部，它无法访问 imu_link 宏中定义的参数。

2. 解决方案：

   • 你应该将 joint 的定义放入 imu_link 宏中，或者创建一个新的宏来封装 joint 的定义，并在调用 imu_link 宏时调用这个新的 joint 宏。

3. 修改后的代码：
   这里我将提供一个修改后的版本，其中创建了一个新的宏 imu_joint 来定义关节，并在 imu_link 宏中调用它。

<?xml version="1.0"?>
<robot xmlns:xacro="http://wiki.ros.org/xacro" name="first_robot">
    <xacro:macro name="base_link" params="length radius">
        <link name="base_link">
            <visual>
                <origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
                <geometry>
                    <cylinder radius="${radius}" length="${length}"/>
                </geometry>
                <material name="white">
                    <color rgba="1.0 1.0 1.0 0.5"/>
                </material>
            </visual>    
        </link>
    </xacro:macro>

    <xacro:macro name="imu_link" params="imu_name xyz">
        <link name="${imu_name}_link">
            <visual>
                <origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
                <geometry>
                    <box size="0.02 0.0 0.0"/> 
                </geometry>
                <material name="black">
                    <color rgba="0.0 0.0 0.0 0.5"/>  <!-- 修正颜色值，原值为蓝色 -->
                </material>
            </visual>    
        </link>
        <xacro:macro name="imu_joint" params="imu_name xyz">
            <joint name="${imu_name}_joint" type="fixed">
                <parent link="base_link"/>
                <child link="${imu_name}_link"/>
                <origin xyz="${xyz}" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
            </joint>
        </xacro:macro>
        <xacro:imu_joint imu_name="${imu_name}" xyz="${xyz}"/>
    </xacro:macro>

    <xacro:base_link length="0.12" radius="0.1"/>
    <xacro:imu_link imu_name="imu_up" xyz="0.0 0.0 0.03"/>
    <xacro:imu_link imu_name="imu_down" xyz="0.0 0.0 -0.03"/>
</robot>

注意：

• 我在 imu_link 宏内部定义了一个新的宏 imu_joint 并立即调用它。这不是最佳实践，因为它使得 imu_link 宏变得复杂且难以重用。更好的做法是将 imu_joint 作为一个独立的宏定义在 imu_link 外部，并在需要时分别调用它们。
• 我修正了 imu_link 中材质颜色的 RGBA 值，原值实际上是蓝色的（rgba="0.0 0.0 1.0 0.5"），如果你想要黑色，应使用 rgba="0.0 0.0 0.0 0.5"。
• 在实际应用中，建议将关节的定义作为一个独立的宏，以便更灵活地重用。

希望这些修改能帮助你解决问题！

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以上为生成回答，仅供参考～

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@小伊 用你生成的代码之后报错
zmy@zmyTB:~/chapt6$ xacro /home/zmy/chapt6/chapt6_ws/src/fishbot_description/urdf/first_robot.xacro~
Traceback (most recent call last):
File "/opt/ros/humble/local/lib/python3.10/dist-packages/xacro/init.py", line 1012, in parse
inp = f = open(filename)
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/home/zmy/chapt6/chapt6_ws/src/fishbot_description/urdf/first_robot.xacro~'

During handling of the above exception, another exception occurred:

Traceback (most recent call last):
File "/opt/ros/humble/local/lib/python3.10/dist-packages/xacro/init.py", line 1119, in _process
doc = process_file(input_file_name, **opts)
File "/opt/ros/humble/local/lib/python3.10/dist-packages/xacro/init.py", line 1096, in process_file
doc = parse(None, input_file_name)
File "/opt/ros/humble/local/lib/python3.10/dist-packages/xacro/init.py", line 1016, in parse
raise XacroException(e.strerror + ": " + e.filename, exc=e)
xacro.XacroException: No such file or directory: /home/zmy/chapt6/chapt6_ws/src/fishbot_description/urdf/first_robot.xacro~ [Errno 2] No such file or directory: '/home/zmy/chapt6/chapt6_ws/src/fishbot_description/urdf/first_robot.xacro~'

During handling of the above exception, another exception occurred:

Traceback (most recent call last):
File "/opt/ros/humble/bin/xacro", line 33, in <module>
sys.exit(load_entry_point('xacro==2.0.8', 'console_scripts', 'xacro')())
File "/opt/ros/humble/local/lib/python3.10/dist-packages/xacro/init.py", line 1171, in main
_process(input_file_name, vars(opts))
File "/opt/ros/humble/local/lib/python3.10/dist-packages/xacro/init.py", line 1124, in _process
except xml.parsers.expat.ExpatError as e:
AttributeError: module 'xml' has no attribute 'parsers'

[小伊]

从您提供的错误信息中，可以看出存在几个问题：

1. 文件路径错误：
   您尝试打开的文件路径是 /home/zmy/chapt6/chapt6_ws/src/fishbot_description/urdf/first_robot.xacro~，这个路径末尾有一个波浪号（~），这通常表示一个临时文件或备份文件。请检查您的文件是否确实是以 ~ 结尾，通常正确的文件扩展名应该是 .xacro 而不是 .xacro~。

   您应该检查文件是否正确命名并位于指定的目录中。如果文件名为 first_robot.xacro，则命令应该是：

   xacro /home/zmy/chapt6/chapt6_ws/src/fishbot_description/urdf/first_robot.xacro
   

2. Python环境问题：
   错误信息中出现了 AttributeError: module 'xml' has no attribute 'parsers'，这通常意味着Python环境中有一些不兼容或损坏的库。这可能是由于Python版本或某些库的更新导致的。

   在ROS Humble中，通常使用的是Python 3.10。确保您的环境中安装的库与ROS Humble兼容。您可以尝试重新安装 xacro 或相关依赖库，看是否能解决问题。使用以下命令尝试更新或重新安装 xacro：

   sudo apt-get update
   sudo apt-get install --reinstall ros-humble-xacro
   

   如果问题仍然存在，您可能需要检查您的Python环境，确保没有其他版本的Python或库冲突。

3. 执行环境：
   确保您是在ROS的工作空间中执行这些命令，并且已经正确设置了环境变量。通常，您需要在执行 xacro 命令前激活ROS环境：

   source /opt/ros/humble/setup.bash
   

综上所述，首先检查文件路径和名称是否正确，然后尝试解决Python环境问题。如果问题仍然存在，请考虑查看更详细的ROS社区或论坛寻求帮助。

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以上为生成回答，仅供参考～

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@小伊
该问题已经解决，我想询问你一个新问题。
在urdf建模以及在rviz2中显示这个过程中，我跟着鱼香ros的b站教程操作，为什么我在保存config并且配置之后，config文件没有生效。

import launch
import launch_ros
from ament_index_python.packages import get_package_share_directory
import launch_ros.parameter_descriptions
import os

def generate_launch_description():
    # 获取默认的urdf路径
    urdf_package_path = get_package_share_directory('fishbot_description')
    default_urdf_path = os.path.join(urdf_package_path,'urdf','first_robot.urdf')
    default_rviz_config_path = os.path.join(urdf_package_path,'config','display_robot_model.rviz')
    # 声明一个urdf目录的参数，方便修改
    action_declare_arg_mode_path = launch.actions.DeclareLaunchArgument(
        name='model',default_value=str(default_urdf_path),description='加载的模型文件路径'
    )
    # 通过文件路径，获取内容，并转换成参数值对象，以供传入 robot_state_publisher
    substitutions_command_result = launch.substitutions.Command(['xacro ',launch.substitutions.LaunchConfiguration('model')])
    robot_description_value = launch_ros.parameter_descriptions.ParameterValue(substitutions_command_result,value_type=str) 
 
    action_robot_state_publisher = launch_ros.actions.Node(
        package='robot_state_publisher',
        executable='robot_state_publisher',
        parameters=[{'robot_description':robot_description_value}]
    )

    action_joint_state_publisher = launch_ros.actions.Node(
        package='joint_state_publisher',
        executable='joint_state_publisher',
    )

    action_rviz_node = launch_ros.actions.Node(
        package='rviz2',
        executable='rviz2',
        arguments=['-d', default_rviz_config_path]
    )

    return launch.LaunchDescription(
        [
            action_declare_arg_mode_path,
            action_robot_state_publisher,
            action_joint_state_publisher,
            action_rviz_node,
        ]
    )

[小伊]

在ROS 2中使用URDF模型和RViz配置时，如果config文件没有生效，可能有几个原因。以下是一些检查和调试的步骤，帮助你找出问题所在：

1. 确认URDF文件路径和名称：

   • 确保first_robot.urdf文件确实存在于fishbot_description/urdf/目录下。
   • 检查URDF文件是否有语法错误，这可以通过使用xacro命令行工具来预处理URDF文件来验证（例如，运行xacro fishbot_description/urdf/first_robot.urdf看是否有错误输出）。

2. 检查RViz配置文件：

   • 确保display_robot_model.rviz文件确实存在于fishbot_description/config/目录下。
   • 打开RViz并手动加载这个配置文件，看看是否能正确显示模型。这可以帮助确认配置文件本身是否有问题。

3. 检查Launch文件：

   • 你的Launch文件看起来是正确的，但有几个地方可以进一步检查：
     • 确保xacro命令在你的环境中是可用的，并且路径设置正确。
     • 尝试在Launch文件中添加一些打印语句（虽然ROS 2的Launch系统不直接支持打印，但你可以通过日志输出或修改节点参数来间接实现）。

4. 运行时的参数和配置：

   • 当你运行Launch文件时，确保没有覆盖默认的URDF路径或RViz配置路径。
   • 检查ROS 2的终端输出，看是否有任何错误或警告信息。

5. 环境变量和依赖：

   • 确保所有相关的ROS 2包都已正确安装，并且环境变量（如ROS_DOMAIN_ID）设置正确。
   • 确保ament_index_python和其他相关工具在你的Python环境中是可用的。

6. 使用绝对路径：

   • 尝试在Launch文件中使用绝对路径而不是相对路径，这有时可以解决路径解析的问题。

7. 调试和日志：

   • 增加日志输出，特别是在处理文件和参数时。
   • 检查RViz和ROS 2节点的日志输出，看是否有更详细的错误信息。

如果以上步骤都不能解决问题，你可能需要更详细地检查每个组件的配置和状态，或者考虑是否有可能是ROS 2或RViz的bug。在这种情况下，查看相关的GitHub仓库的issue页面或向社区求助可能是一个好主意。

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以上为生成回答，仅供参考～

[862524030]

@小伊 Rviz中，文件名后缀出现*是为什么

[小伊]

在Rviz中，文件名后缀出现星号（*）通常不是Rviz软件本身的一个特性或标准表示。在多数编程和文件编辑软件中，文件名后缀或文件名前的星号往往表示该文件存在未保存的更改。例如，在某些文本编辑器或IDE（集成开发环境）中，如果一个文件被打开并进行了编辑但尚未保存，文件名旁边或前缀可能会出现一个星号，作为提醒用户有未保存的更改的视觉标志。

然而，就Rviz而言，它主要用于机器人的可视化，特别是与ROS（Robot Operating System，机器人操作系统）一起使用时。Rviz本身并不直接处理文件名的显示或编辑状态的标记。如果在Rviz环境中看到文件名后缀有星号，这可能并不是Rviz直接造成的，而是可能与以下情况有关：

1. 外部编辑器或IDE：如果在使用Rviz的同时，也打开了同一个文件（例如URDF文件）在另一个编辑器或IDE中进行编辑，并且未保存更改，那么文件名前的星号可能是由该编辑器或IDE显示的。
2. 文件系统或操作系统的特性：某些文件系统或操作系统可能会以特定方式标记未保存的文件，尽管这种情况较为少见，并且通常与特定的软件或环境配置有关。
3. 自定义脚本或工具：在某些情况下，用户可能会使用自定义脚本或工具来监视文件更改，并通过在文件名后添加星号等方式来提供视觉反馈。

如果确定这个星号是与Rviz的使用相关的，并且不是由外部编辑器或IDE造成的，建议检查Rviz的配置和使用的环境，以确定是否有什么自定义的脚本或工具在影响文件名的显示。此外，也可以考虑查看Rviz的日志文件或输出信息，以获取更多关于此问题的线索。

总的来说，Rviz中文件名后缀出现星号通常不是Rviz的标准行为，而是可能与外部编辑器、文件系统特性或自定义脚本有关。

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以上为生成回答，仅供参考～

[862524030]

@小伊

<?xml version="1.0"?>
<robot xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro" name="fishbot">

<xacro:include filename="$(find fishbot_description)/urdf/fishbot/base.urdf.xacro"/>
<!--传感器部分-->
<xacro:include filename="$(find fishbot_description)/urdf/sensor/imu.urdf.xacro"/>
<xacro:include filename="$(find fishbot_description)/urdf/sensor/camera.urdf.xacro"/>
<xacro:include filename="$(find fishbot_description)/urdf/sensor/laser.urdf.xacro"/>

<xacro:base_xacro length="0.12" radius="0.10">
</robot>

zmy@zmyTB:~/chapt6/chapt6_ws$ xacro /home/zmy/chapt6/chapt6_ws/src/fishbot_description/urdf/fishbot/fishbot.urdf.xacro
XML parsing error: mismatched tag: line 11, column 2
when processing file: /home/zmy/chapt6/chapt6_ws/src/fishbot_description/urdf/fishbot/fishbot.urdf.xacro

Check that:

• Your XML is well-formed
• You have the xacro xmlns declaration: xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro"

[小伊]

XML解析错误提示“mismatched tag: line 11, column 2”表明在XML文件的第11行第2列处存在标签不匹配的问题。这通常意味着某个XML标签没有正确关闭，或者开启和关闭的标签不匹配。

在你的fishbot.urdf.xacro文件中，错误可能是由于<xacro:base_xacro>标签的使用不正确导致的。<xacro:base_xacro>不是一个标准的XACRO或XML标签，看起来像是试图调用一个宏或函数，但实际上在XACRO中并没有预定义的base_xacro宏。如果你的意图是调用一个自定义的宏来设置机器人的一些基本属性（如长度和半径），你需要确保这个宏在base.urdf.xacro文件中被正确定义。

解决步骤：

1. 检查base.urdf.xacro文件：

   • 确保base.urdf.xacro文件中有一个名为base_xacro的宏定义，并且它接受length和radius作为参数。
   • 如果base_xacro宏不存在，你需要创建它，或者如果这是一个错误，应该替换为正确的标签或宏调用。

2. 修改fishbot.urdf.xacro文件：

   • 如果base_xacro是一个自定义宏，确保它的使用方式是正确的，并且所有参数都符合base.urdf.xacro中的定义。
   • 如果base_xacro不应该是一个宏调用，请将其替换为正确的XML或XACRO结构。

3. 重新运行XACRO：

   • 在修改完文件后，重新运行XACRO命令来生成URDF文件，看是否还会出现错误。

4. 检查其他潜在的XML错误：

   • 确保所有的XML标签都正确关闭。
   • 确保所有的XACRO宏调用都正确无误，并且所有引用的文件路径都是正确的。

如果上述步骤仍然无法解决问题，可能需要更详细地检查整个XML/XACRO文件的结构，或者考虑是否有其他软件或配置问题影响了XACRO的解析。

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以上为生成回答，仅供参考～