3、第一个URDF文件：创建最简单的机器人模型
好了，到了真正动手写代码的时候了。前面两章我们聊了URDF是什么、为什么用它，现在直接上干货——创建一个最简单的机器人模型。
我个人习惯，学任何新东西都是从最小可行模型开始。你想想看，如果连一个底盘都定义不好，后面加轮子、加传感器只会越搞越乱。所以这一章，我们就只做一件事：用URDF描述一个底盘。
3.1 URDF文件的基本骨架：<robot>标签
每个URDF文件，最外层必须有一个 <robot> 标签。它就像房子的地基，所有零件都装在里面。
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<robot name="my_first_robot">
<!-- 这里放 link 和 joint -->
</robot>
注意几个细节：
- name属性是必须的，给机器人取个名字。我一般用项目代号或功能描述，比如
simple_chassis。 - XML声明可以省略，但建议加上。尤其是中文注释多的时候，指定
encoding="utf-8"能避免乱码。 - 注释用
<!-- -->，和HTML一样。我在项目里习惯在文件头部写版本号和修改日期。
3.2 定义底盘：<link>标签的核心用法
<link> 描述的是机器人身上的一个刚体部件。底盘、轮子、手臂连杆，都是link。每个link可以包含三个子部分：
| 子标签 | 作用 | 是否必须 |
|---|---|---|
<inertial> |
质量、惯性矩阵 | 仿真时必须 |
<visual> |
可视化外观（形状、颜色） | 建议有 |
<collision> |
碰撞检测用的简化形状 | 仿真时必须 |
对于第一个模型，我们只加 <visual>，先让它在Rviz里能显示出来。
3.3 写一个完整的底盘URDF
下面这个例子，定义了一个长0.6米、宽0.4米、高0.2米的矩形底盘。说白了就是一个盒子。
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<robot name="simple_chassis">
<link name="base_link">
<visual>
<geometry>
<box size="0.6 0.4 0.2"/>
</geometry>
<origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/>
<material name="blue">
<color rgba="0 0 1 1"/>
</material>
</visual>
</link>
</robot>
拆开来看：
link name="base_link"—— 底盘的名字。ROS里习惯把机器人的主体叫base_link，这是约定俗成的根坐标系。<geometry>—— 几何形状。这里用<box>，三个数字分别对应长、宽、高（单位：米）。<origin>—— 位置和姿态。xyz是相对link坐标系的偏移，rpy是绕固定轴的旋转（roll、pitch、yaw）。这里全零，表示几何中心就在link原点。<material>—— 外观材质。颜色用RGBA四通道，值范围0~1。0 0 1 1就是不透明的纯蓝色。
<origin> 的xyz偏移是相对于link自身的坐标系。如果你想让底盘中心在地面以上0.1米，可以写 xyz="0 0 0.1"。我在做AGV小车时，经常用这个偏移来调整底盘离地高度。
3.4 形状不止盒子：cylinder和sphere
除了盒子，URDF还支持圆柱体和球体。下面这个表总结了三种基本形状的写法：
| 形状 | 标签 | 参数 | 示例 |
|---|---|---|---|
| 盒子 | <box> |
size="长 宽 高" | size="0.6 0.4 0.2" |
| 圆柱体 | <cylinder> |
radius="半径" length="高度" | radius="0.15" length="0.1" |
| 球体 | <sphere> |
radius="半径" | radius="0.2" |
举个例子，如果你想把底盘做成一个圆柱体（像某些扫地机器人那样）：
<link name="base_link">
<visual>
<geometry>
<cylinder radius="0.3" length="0.15"/>
</geometry>
<origin xyz="0 0 0.075" rpy="0 0 0"/>
<material name="gray">
<color rgba="0.5 0.5 0.5 1"/>
</material>
</visual>
</link>
注意这里 origin 的z轴设成了 0.075（高度的一半），目的是让圆柱体的底面刚好落在z=0平面上。嗯，这个细节很容易忘，我第一次写的时候就没加，结果底盘悬在半空中……
3.5 本章知识结构图
下面这张图帮你理清URDF文件的基本结构：
3.6 验证你的URDF文件
写完了怎么知道对不对？ROS提供了一个命令行工具：check_urdf。
# 安装工具（如果还没装）
sudo apt install liburdfdom-tools
# 检查URDF文件
check_urdf simple_chassis.urdf
如果一切正常，你会看到类似这样的输出：
robot name is: simple_chassis
---------- Successfully Parsed XML ---------------
root link: base_link has 1 child(ren)
child(1): base_link
ERROR: No root link found，说明你的URDF里没有定义任何link。或者link的name属性写错了。我曾经犯过一个低级错误——把 name 写成了 Name，XML是大小写敏感的，排查了十分钟才发现。
3.7 在Rviz里看一眼
光看文字不过瘾，我们把它显示出来。用 urdf_to_graphiz 可以生成结构图，但更直观的是用Rviz：
# 启动Rviz并加载URDF
ros2 run urdf_tutorial display.launch.py model:=`pwd`/simple_chassis.urdf
如果你是ROS1用户，命令稍有不同：
roslaunch urdf_tutorial display.launch model:=`pwd`/simple_chassis.urdf
Rviz窗口里应该出现一个蓝色的盒子或圆柱体。你可以用鼠标旋转视角，从各个方向观察它。
3.8 本章小结
这一章我们做了三件事：
- 学会了URDF文件的基本骨架：
<robot>标签 - 用
<link>定义了一个底盘，包含<visual>和几何形状 - 掌握了三种基本形状（box、cylinder、sphere）的写法
别看内容少，这是整个机器人建模的起点。后面的所有关节、传感器、传动系统，都是在这个底盘上长出来的。把这个基础打牢，后面会顺很多。