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在RViz中可视化URDF机器人模型

在上两篇文章中，我们已经掌握了URDF的编写和Xacro的高效优化技巧，接下来最令人兴奋的一步——让机器人模型在RViz中“显形”。RViz是ROS（包括ROS2）中功能强大的3D可视化工具，不仅能直观展示机器人的外形，还能调试关节运动、坐标系关系等核心参数。本文将以入门小白的视角，从环境准备到实操步骤，再到进阶技巧和常见问题解决，全方位讲解URDF在RViz中的可视化方法，示例覆盖两轮机器人、机械臂等常见模型。

一、RViz可视化前的必备知识

在动手操作前，先搞懂三个核心概念，避免后续操作踩坑：

1. 核心依赖节点
   • robot_state_publisher：读取URDF文件，计算机器人各连杆的位姿，并发布到ROS2话题中；
   • joint_state_publisher/joint_state_publisher_gui：发布关节状态，前者默认固定关节角度，后者提供图形界面可手动拖动关节（小白首选后者）。
2. 固定坐标系（Fixed Frame）
   RViz的可视化以某个坐标系为基准，机器人的根连杆坐标系（通常是base_link）是最佳选择，否则会出现“模型飞散”或“无法显示”的问题。
3. URDF文件的合法性
   必须先通过check_urdf工具验证URDF语法无误，否则RViz无法加载模型。

二、环境准备：ROS2与工具安装

本文基于ROS2 Humble版本，确保你已完成基础环境配置，若缺少相关工具，执行以下命令安装：

# 安装URDF相关工具sudoaptinstallros-humble-urdf-tools ros-humble-urdf-tutorial# 安装关节状态发布器（含GUI版）和机器人状态发布器sudoaptinstallros-humble-joint-state-publisher ros-humble-joint-state-publisher-guisudoaptinstallros-humble-robot-state-publisher

三、基础实操：两轮机器人URDF可视化（小白入门）

我们以第二篇文章中编写的两轮差分机器人URDF为例，完整演示从文件准备到RViz显示的全流程。

步骤1：准备合法的URDF文件

1. 将之前编写的两轮机器人Xacro文件转换为URDF：

   # 进入urdf文件所在目录cd~/ros2_ws/src/my_robot_description/urdf# Xacro转URDFros2 run xacro xacro robot.xacro>two_wheel.urdf

2. 验证URDF语法合法性：

   check_urdf two_wheel.urdf

   若终端输出机器人名称、连杆和关节列表，且无报错，则说明文件合法。

步骤2：启动核心节点

打开三个终端，分别执行以下命令（每个终端执行前需先sourceROS2环境，即source /opt/ros/humble/setup.bash