Документация

Импорт модели URDF

Вы импортируете модель URDF в Simscape™ Multibody™ окружения используя smimport функция с именем файла URDF в качестве основного аргумента. Функция определяет тип модели - URDF или XML - через расширение файла. Если вы опускаете расширение, функция принимает, что файл находится в формате XML, чаще используемом для импорта CAD. Для примера используйте команду

smimport('sm_humanoid.urdf')

smimport('sm_humanoid')

сообщает функции импортировать модель мультитела из промежуточного XML-файла с именем sm_humanoid. Если функция не находит XML- файла с заданным именем, она возвращает ошибку - даже если в той же папке есть файл URDF с таким же именем. Как правило, вы должны явно включать расширение файла URDF при попытке импорта моделей URDF.

Сущности URDF, которые можно импортировать

Программное обеспечение Simscape Multibody поддерживает только подмножество всех доступных элементов и атрибутов URDF. Можно импортировать модель URDF с неподдерживаемыми элементами или атрибутами, но все такие сущности игнорируются. В следующем коде показаны элементы и атрибуты, которые можно и невозможно импортировать. Элементы показаны в полужирный шрифт, а атрибуты - в обычном шрифте. Неподдерживаемые элементы и атрибуты показаны красным цветом.

<robot name>
	<link name>
		<inertial>
			<origin xyz rpy />
			<mass value />
			<inertia ixx iyy izz ixy ixz iyz />
		</inertial>
		<visual name>
			<origin xyz rpy />
			<geometry>
				<box size />
				<cylinder radius length />
				<sphere radius />
				<mesh filename scale />
			</geometry>
			<material name>
				<color rgba />
				<texture filename />
			</material>
		</visual>
		<collision name>
			<origin xyz rpy />
			<geometry>
				<box size />
				<cylinder radius length />
				<sphere radius />
				<mesh filename scale />
			</geometry>
		</collision>
	</link>
	<joint name type>
		<origin xyz rpy />
		<parent link />
		<child link />
		<axis xyz />
		<calibration rising />
		<calibration falling />
		<dynamics damping friction />
		<limit lower upper effort velocity />
		<mimic joint multiplier offset />
		<safety_controller soft_lower_limit ...
		... soft_upper_limit k_position k_velocity />
	</joint>
</robot>

Отображение с блоками Simscape Multibody

Система URDF <robot> элемент преобразуется в модель Simscape Multibody. The <link> элементы, вложенные в <robot> сопоставление элемента с Simulink^® Блоки Subsystem, представляющие ссылки или, в номенклатуре Simscape Multibody, тела. The <joint> элементы отображаются в эквивалентные блоки соединений Simscape Multibody. The name атрибуты этих элементов отображаются в имя модели, имена блоков Subsystem и имена блоков соединений, соответственно.

Эти Блоки Subsystem состоят из твердых, Inertia, Rigid Transform и Reference Frame блоков. Твердые блоки обеспечивают геометрию и цвета тела; эти блоки соответствуют <visual> теги модели URDF и имеют имена Visual. Блок Inertia обеспечивает массу, центр масс, моменты инерции и продуктов инерции тела; этот блок соответствует <inertial> элемент модели URDF и его имя Inertia.

Блоки Rigid Transform обеспечивают поступательные и вращательные смещения от локальной системы координат тела к элементам Inertial и Visual. Эти преобразования получают из <origin> элементы <inertial> и <visual> элементы ссылок, а также от <origin> и <axis> элементы соединений. Блок Reference Frame идентифицирует локальную систему координат тела.

Тип используемого блока соединений зависит от <type> атрибут <joint> элемент. Совместное отображение между URDF и программным обеспечением Simscape Multibody в значительной степени интуитивно понятно. A <joint> элемент type призматические преобразования в блок Prismatic Joint. A <joint> элемент type fixed преобразуется в блок Weld Joint. Таблица показывает отображения для остальных <joint> URDF элементы.

^†Пределы соединений игнорируются

Импорт простой модели URDF

В качестве примера импортируйте модель URDF с двойным маятником, описанную в разделе Create a Simple URDF Model. Создайте модель URDF, если вы еще не сделали этого перед продолжением. Чтобы импортировать модель, перейдите в папку, в которой вы сохранили модель URDF с двойным маятником. Затем, в MATLAB^® в командной строке введите команду

smimport('double_pendulum.urdf')

Ограничения на импорт URDF

Модели URDF допускают только древовидные топологии. Некоторые варианты URDF, такие как SDF (Simulation Description Format) и DrakeURDF, добавляют поддержку кинематических замкнутых цепей. Вы не можете импортировать модели в этих альтернативных форматах. Однако можно добавить кинематические замкнутые цепи к импортированной модели один раз в среде Simscape Multibody.

Некоторые элементы и атрибуты URDF, выведенные из расширений URDF, не поддерживаются. Расширения включают <transmission> элементы, используемые для моделирования зубчатых передач и параллельных редактирований, <gazebo> элементы, используемые для моделирования моделей URDF в среде Gazebo, и менее часто используемые <model_state> и <sensor> элементы.

Некоторые основные элементы и атрибуты URDF также не поддерживаются. Неподдерживаемые элементы включают <collision>, используется для обнаружения столкновения ссылок связи и <limit>, используется для пределов движения соединений. Неподдерживаемые атрибуты включают scale для масштабирования файла сетки, friction для внутренней механики соединений и многое другое. Неподдерживаемые элементы и атрибуты URDF игнорируются во время импорта.

Сетчатые геометрии

Можно импортировать модели URDF со ссылками на файлы внешней геометрии, но файлы должны быть в формате STL (Standard Tessellation Language).

Файлы геометрии Collada, или ДАУ, распространенные в моделях URDF, не поддерживаются в программном обеспечении Simscape Multibody. Если вы импортируете модель со ссылками в файлы ДАУ, геометрии, выведенные из этих файлов, не визуализируются. Отсутствие визуализации может ограничить вашу способность анализировать модель, но не влияет на динамику модели.

Физические единицы измерения

Для параметров блоков импортированной модели автоматически устанавливается значение URDF по умолчанию модулей СИ. Можно изменять модули после импорта, но это необходимо делать по базису «черный за блоком». Поддерживаются различные другие модули, включая ядро MKS (Meter-Kilogram-Second), USC (US Customary) и другие системы модулей измерения.

Различия от импорта CAD

Несмотря на их сходство, включая их взаимную опору на smimport функция, импорт CAD и URDF отличаются в некоторых важных аспектах: