STL 或 COLLADA(.dae)格式 如何應用於RDF 編輯內 使 gazebo 載入

我來說明如何將 STL 或 COLLADA(.dae) 格式的 3D 模型應用於 URDF/SDF 並在 Gazebo 中載入：

URDF 中使用 3D 模型

1. 基本結構示例

xml
<robot name="my_robot">
  <link name="base_link">
    <visual>
      <geometry>
        <mesh filename="package://my_robot_description/meshes/base.dae" scale="1 1 1"/>
      </geometry>
    </visual>
    <collision>
      <geometry>
        <mesh filename="package://my_robot_description/meshes/base_collision.stl"/>
      </geometry>
    </collision>
  </link>
</robot>

2. 文件組織結構

my_robot_package/
├── urdf/
│   └── robot.urdf
├── meshes/
│   ├── visual/
│   │   ├── part1.dae
│   │   └── part2.dae
│   └── collision/
│       ├── part1.stl
│       └── part2.stl
└── package.xml

實施步驟

1. 準備模型文件

• 對於視覺模型（visual）：
  • 優先使用 COLLADA (.dae)，保留材質和紋理
  • 確保模型尺寸正確
  • 注意坐標系方向
• 對於碰撞模型（collision）：
  • 使用簡化的 STL 文件
  • 移除不必要的細節
  • 減少面數以提高性能

2. URDF 配置

xml
<!-- 視覺模型配置 -->
<visual>
  <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/>
  <geometry>
    <mesh filename="package://my_robot/meshes/visual/part.dae" scale="0.001 0.001 0.001"/>
  </geometry>
  <material name="blue">
    <color rgba="0 0 1 1"/>
  </material>
</visual>

<!-- 碰撞模型配置 -->
<collision>
  <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/>
  <geometry>
    <mesh filename="package://my_robot/meshes/collision/part.stl"/>
  </geometry>
</collision>

3. 常見參數說明

• filename: 模型文件路徑
• scale: 縮放比例（如果模型單位不是米）
• origin: 位置和方向偏移
• rpy: 滾動、俯仰、偏航角度

4. 載入到 Gazebo

bash
# 啟動 Gazebo 並載入模型
roslaunch gazebo_ros empty_world.launch

# 載入 URDF 模型
rosrun gazebo_ros spawn_model -urdf -param robot_description -model my_robot

常見問題解決

1. 模型不可見

• 檢查文件路徑是否正確
• 確認 scale 參數設置
• 檢查坐標系方向

2. 碰撞檢測問題

• 簡化碰撞模型
• 確保碰撞幾何體完全包圍視覺模型
• 檢查collision標籤設置

3. 性能優化

• 減少模型面數
• 使用適當的碰撞幾何體
• 合理設置物理參數

最佳實踐

1. 分離視覺和碰撞模型

• 視覺模型可以較為詳細
• 碰撞模型盡量簡單

2. 文件命名規範

• 使用有意義的名稱
• 區分視覺和碰撞模型
• 保持一致的命名方式

3. 版本控制

• 為模型文件使用版本控制
• 記錄模型修改歷史
• 備份重要模型文件