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@@ -18,6 +18,12 @@ URDF（Unified Robot Description Format）统一机器人描述格式，URDF使
 > 其中的`<node></node>`等标签都是自定义的，只要符合xml格式即可
 >
 > XML格式在线校验工具:[在线代码格式化 (oschina.net)](https://tool.oschina.net/codeformat/xml)
+>
+> XML格式注释：<!-- 注释内容 -->
+>
+> robot标签的属性`name`: `<robot name="fishbot"></robot>`
+>
+> robot标签的子标签`link`: `<robot name="fishbot"><link name="base_link"></link>link></robot>`
 
 
 
@@ -51,7 +57,7 @@ URDF（Unified Robot Description Format）统一机器人描述格式，URDF使
 
 一般情况下，URDF由`一个声明信息`和`两种关键组件`共同组成
 
-1.1 声明信息
+### 1.1 声明信息
 
 声明信息包含两部分，第一部分是xml的声明信息，放在第一行
 
@@ -67,28 +73,427 @@ URDF（Unified Robot Description Format）统一机器人描述格式，URDF使
 </robot>
 ```
 
+## 1.2 两种关键组件
+
+观察下图机器人的结构
+
+![image-20220113094606907](8.1URDF统一机器人建模语言/imgs/image-20220113094606907.png)
+
+可以简化为如下五个部件组成：
+
+- 躯体
+
+- 左右轮子
+
+- 支撑轮
+
+- 雷达激光
+
+- IMU模块
+
+这五个部件之间的固定方式为：
+
+```mermaid
+graph 
+A[左轮] -->C[躯体]
+B[右轮] -->C[躯体]
+D[IMU] -->C[躯体]
+E[雷达] -->C[躯体]
+F[支撑轮子] -->C[躯体]
+```
+
+我们把左轮，右轮、支撑轮子，IMU和雷达部件称为机器人的Link
 
+**而Link和Link之间的连接部分称之为Joint关节**
 
-1.2 两种关键组件
+接着我们给每个link和joint取个名字。
 
-观察一个机器人
+```mermaid
+graph 
+A[左轮:left_wheel_link] --left_wheel_joint-->C[躯体]
+B[右轮:right_wheel_link] --right_wheel_joint-->C[躯体]
+D[IMU:imu_link] --imu_joint-->C[躯体]
+E[雷达:laser_link] --laser_joint-->C[躯体]
+F[支撑轮子:caster_link] --caster_joint-->C[躯体:base_link]
+```
 
+所以我们就可以使用6个link和5个joint来描述这个机器人，接着我们分别对link和joint进行详细的介绍。
 
+![image-20220112134251483](8.1URDF统一机器人建模语言/imgs/image-20220112134251483.png)
 
 ## 2.Link介绍
 
+上面我们介绍完了link，那一个link该怎么写呢？
+
+我们来看一个base_link的，通过link标签即可声明一个link,属性name指定部件名字
+
+```xml
+  <link name="base_link">
+
+  </link>
+```
+
+通过两行代码就可以定义好base_link，但现在的base_link是空的，我们还要声明我们的base_link长什么样，通过`visual`子标签就可以声明出来机器人的visual形状。
+
+```xml
+  <!-- base link -->
+  <link name="base_link">
+  	<visual>
+      <origin xyz="0 0 0.0" rpy="0 0 0"/>
+      <geometry>
+		<cylinder length="0.12" radius="0.10"/>
+      </geometry>
+    </visual>
+  </link>
+```
+
+### 2.1 link标签定义
+
+link的子标签列表
+
+- visual 显示形状
+  - `<geometry> `(几何形状)
+    - `<box>` 长方体
+      - 标签属性: `size`-长宽高
+      - 举例：`<box size="1 1 1" />`
+    - `<cylinder>` 圆柱体
+      - 标签属性:`radius` -半径 `length`-高度
+      - 举例：`<cylinder radius="1" length="0.5"/>`
+    - `sphere` 球体
+      - 属性：`radius` -半径
+      - 举例：`<sphere radius="0.015"/>`
+    - `mesh` 第三方导出的模型文件
+      - 属性：filename
+      - 举例:` <mesh filename="package://robot_description/meshes/base_link.DAE"/>`
+  - origin (可选：默认在物体几何中心)
+    - 属性 `xyz`默认为零矢量 `rpy`弧度表示的翻滚、俯仰、偏航
+    - 举例：`<origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />`
+  - material 材质
+    - 属性 `name` 名字
+      - color 
+        - 属性 `rgba` 
+        - 举例：`<material name="black"><color rgba="1.0 1.0 1.0 0.5" /> </material>`
+- collision  碰撞属性，仿真章节中讲解
+- inertial 惯性参数 质量等，仿真章节中讲解
+
+
+
 ## 3.Joint介绍
 
+joint为机器人关节，机器人关节用于连接两个机器人部件，主要写明父子关系
+
+- 父子之间的连接类型，是否固定的，可以旋转的等
+
+- 父部件名字
+- 子部件名字
+- 父子之间相对位置
+- 父子之间的旋转轴，绕哪个轴转
+
+![image-20220112162931639](8.1URDF统一机器人建模语言/imgs/image-20220112162931639.png)
+
+比如我们再建立一个雷达部件`laser_link`，然后将`laser_link`固定到`base_link`
+
+```xml
+<?xml version="1.0"?>
+<robot name="fishbot">
+    
+  <!-- base link -->
+  <link name="base_link">
+  	<visual>
+      <origin xyz="0 0 0.0" rpy="0 0 0"/>
+      <geometry>
+		<cylinder length="0.12" radius="0.10"/>
+      </geometry>
+    </visual>
+  </link>
+    
+  <!-- laser link -->
+  <link name="laser_link">
+  	<visual>
+      <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/>
+      <geometry>
+		<cylinder length="0.02" radius="0.02"/>
+      </geometry>
+      <material name="black">
+      	<color rgba="1.0 1.0 1.0 0.5" /> 
+      </material>
+    </visual>
+  </link>
+    
+  <!-- laser joint -->
+    <joint name="laser_joint" type="fixed">
+        <parent link="base_link" />
+        <child link="laser_link" />
+        <origin xyz="0 0 0.075" />
+    </joint>
+
+</robot>
+```
+
+### 3.1 joint标签详解
+
+#### joint属性
+
+- name 关节的名称
+- type 关节的类型
+  - **revolute: 旋转关节，绕单轴旋转,角度有上下限,比如舵机0-180**
+  - **continuous: 旋转关节，可以绕单轴无限旋转,比如自行车的前后轮**
+  - **fixed: 固定关节，不允许运动的特殊关节**
+  - prismatic: 滑动关节，沿某一轴线移动的关节，有位置极限
+  - planer: 平面关节，允许在xyz，rxryrz六个方向运动
+  - floating: 浮动关节，允许进行平移、旋转运动
+
+#### joint的子标签
+
+- `parent` 父link名称
+  - ` <parent link="base_link" />`
+- `child`子link名称
+  - `<child link="laser_link" />`
+- `origin` 父子之间的关系xyz rpy
+  - ` <origin xyz="0 0 0.014" />`
+- `axis` 围绕旋转的关节轴
+  - `<axis xyz="0 0 1" />`
+
+
+
 ## 4.URDF可视化
 
+讲完joint和link，我们来把我们上面定义的简单的URDF(包含身体和雷达)用RVIZ2显示出来，直观的感受下，我们的机器人模型。
+
+
+
+URDF可视化的步骤如下：
+
+1. 建立机器人描述功能包
+
+2. 建立`urdf`文件夹编写urdf文件
+3. 建立`launch`文件夹，编写launch文件
+4. 修改`setup.py`配置，编译测试
+
+
+
+### 4.1 建立功能包
+
+轻车熟路，先创建一个`fishbot_ws`工作空间，然后建立功能包，包的类型选`ament_python`
+
+```shell
+ros2 pkg create fishbot_description --build-type ament_python
+```
+
+### 4.2 建立URDF文件
+
+建立文件夹，创建urdf文件
+
+```
+cd fishbot_description && mkdir urdf 
+touch fishbot_base.urdf
+```
+
+编辑`fishbot_base.urdf`
+
+```xml
+<?xml version="1.0"?>
+<robot name="fishbot">
+    
+  <!-- base link -->
+  <link name="base_link">
+  	<visual>
+      <origin xyz="0 0 0.0" rpy="0 0 0"/>
+      <geometry>
+		<cylinder length="0.12" radius="0.10"/>
+      </geometry>
+    </visual>
+  </link>
+    
+  <!-- laser link -->
+  <link name="laser_link">
+  	<visual>
+      <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/>
+      <geometry>
+		<cylinder length="0.02" radius="0.02"/>
+      </geometry>
+      <material name="black">
+      	<color rgba="1.0 1.0 1.0 0.5" /> 
+      </material>
+    </visual>
+  </link>
+    
+  <!-- laser joint -->
+    <joint name="laser_joint" type="fixed">
+        <parent link="base_link" />
+        <child link="laser_link" />
+        <origin xyz="0 0 0.075" />
+    </joint>
+
+</robot>
+```
+
+
+
+### 4.3 建立launch文件
+
+```
+mkdir launch
+touch display_rviz2.launch.py
+```
+
+```python
+
+import os
+from launch import LaunchDescription
+from launch.substitutions import LaunchConfiguration
+from launch_ros.actions import Node
+from launch_ros.substitutions import FindPackageShare
+
+
+def generate_launch_description():
+    package_name = 'fishbot_description'
+    urdf_name = "fishbot_base.urdf"
+
+    ld = LaunchDescription()
+    pkg_share = FindPackageShare(package=package_name).find(package_name) 
+    urdf_model_path = os.path.join(pkg_share, f'urdf/{urdf_name}')
+
+    robot_state_publisher_node = Node(
+        package='robot_state_publisher',
+        executable='robot_state_publisher',
+        arguments=[urdf_model_path]
+        )
+
+    joint_state_publisher_node = Node(
+        package='joint_state_publisher_gui',
+        executable='joint_state_publisher_gui',
+        name='joint_state_publisher_gui',
+        arguments=[urdf_model_path]
+        )
+
+    rviz2_node = Node(
+        package='rviz2',
+        executable='rviz2',
+        name='rviz2',
+        output='screen',
+        )
+
+    ld.add_action(robot_state_publisher_node)
+    ld.add_action(joint_state_publisher_node)
+    ld.add_action(rviz2_node)
+
+    return ld
+```
+
+想要可视化模型需要三个节点参与
+
+- `joint_state_publisher_gui` 负责发布机器人关节数据信息，通过`joint_states`话题发布
+- `robot_state_publisher_node`负责发布机器人模型信息`robot_description`，并将`joint_states`数据转换tf信息发布
+- `rviz2_node`负责显示机器人的信息
+
+```mermaid
+graph
+A[joint_state_publisher]--joint_states-->B
+B[robot_state_publisher]--robot_de-->C
+C[rviz2]
+
+```
+
+
+
+### 4.4 修改setup.py
+
+导入头
+
+```python
+from glob import glob
+import os
+```
+
+加入目录安装
+
+```python
+('share/ament_index/resource_index/packages',
+['resource/' + package_name]),
+('share/' + package_name, ['package.xml']),
+```
+
+完整
+
+```python
+from setuptools import setup
+from glob import glob
+import os
+
+package_name = 'fishbot_description'
+
+setup(
+    name=package_name,
+    version='0.0.0',
+    packages=[package_name],
+    data_files=[
+        ('share/ament_index/resource_index/packages',
+            ['resource/' + package_name]),
+        ('share/' + package_name, ['package.xml']),
+        (os.path.join('share', package_name, 'launch'), glob('launch/*.launch.py')),
+        (os.path.join('share', package_name, 'urdf'), glob('urdf/**')),
+    ],
+    install_requires=['setuptools'],
+    zip_safe=True,
+    maintainer='root',
+    maintainer_email='root@todo.todo',
+    description='TODO: Package description',
+    license='TODO: License declaration',
+    tests_require=['pytest'],
+    entry_points={
+        'console_scripts': [
+        ],
+    },
+)
+```
+
+
+
+### 4.5 编译测试
+
+编译
+
+```
+colcon build
+```
+
+运行测试
+
+```
+source install/setup.bash
+ros2 launch fishbot_description display_rviz2.launch.py
+```
+
+添加robotmodel模块，分别选择link名称如下，即可看到机器人的模型显示
+
+![image-20220113104129248](8.1URDF统一机器人建模语言/imgs/image-20220113104129248.png)
+
+此时看看节点关系图
+
+
+
+![image-20220113105040037](8.1URDF统一机器人建模语言/imgs/image-20220113105040037.png)
+
+
+
+## 5.本节练习
+
+练习1：尝试将机器人的雷达固定位置向车体的y轴负方向移动5cm，并在rviz中显示出来
+
+练习2：尝试在URDF中添加imu_link并使用imu_joint将其固定在车体的上表面中心，imu采用的几何形状为box。长宽高各是1cm
+
+
+
 
 
 
 
 参考文档
 
+- [urdf/XML/link - ROS Wiki](http://wiki.ros.org/urdf/XML/link)
+
 - http://docs.ros.org/en/foxy/Tutorials/URDF/URDF-Main.html
-- https://sychaichangkun.gitbooks.io/ros-tutorial-icourse163/content/chapter8/8.5.html
 
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