P5c-2:仿真世界 + 机器人描述 + 控制器配置,并解决两处官方描述与 Gazebo 的不兼容

这一步解决的是"官方 Flexiv 描述能不能喂给 Gazebo"的问题。结论是**不能直接用**,
有两处不兼容,且都只有 Gazebo 会暴露 —— RViz/MoveIt 完全正常,所以此前从未发现。

问题一:7 轴本体的质量/惯量是"孤儿标签"
    rizon_arm.xacro 调 get_inertias 时没写 <inertial> 包裹,而那个宏只吐
    <origin>/<mass>/<inertia> 三个碎片。RViz/MoveIt 忽略不认识的子元素所以看着
    没事;sdformat 判定 "link has no <inertial> block",然后把 **link 和它的父
    关节一起丢掉**。症状极具误导性:机械臂凭空消失或只剩夹爪,报错只有一句
    "link[sim_link1] is not modeled in sdf"。

问题二:夹爪有零质量 link,导致 sdformat 惯性叠加出 NaN
    grav_macro.xacro 给六个纯坐标系 dummy link 写了 mass=0、惯量全 0。
    sdformat 对 fixed 关节会把子 link 惯性叠加到父 link,叠加要除以总质量 →
    质量 0 就出 NaN。而报错指向的是**父** link:
        Pose values must be finite. link[sim_left_finger_mount]/inertial/pose
    完全看不出根因在子 link 的质量上。

修法:启动时归一化(不走改上游文件的路,因为上游由 fetch_flexiv.sh 获取、改了会被
覆盖;而且换别的臂时大概率有别的坑,在启动时统一过一道更可持续)
    - 孤儿三件套 → 只重新分组已有元素,一个数字都不改
    - 零质量 → 补 1e-4 kg(与夹爪其他配件同量级,0.1g 对动力学无影响),
               惯量全 0 时补极小对角值避免张量退化
    不发明物理数据,也不掩盖真问题:上游真没给质量时这里什么都不会包。
    16 项单测,含"已有 <inertial> 不能被二次包裹"(早期用全局正则踩过,
    sdformat 报 "Inertial element must have a mass element")与幂等性。

新增/改动
- devices/sim/gazebo/urdf/:arm.sim.urdf.xacro(主)、.ros2_control(gz 硬件)、
  .gazebo(系统插件/材质/接触刚度)、.sensors(D405 + 双指触觉)
- devices/sim/gazebo/worlds/assembly.world:1ms 步长 + 150 次接触迭代(力信号
  要干净才谈得上"切向力突变"判据)、工作台、world 级渲染插件、D435
- devices/sim/gazebo/config/controllers.yaml:控制器名 rizon_arm_controller
  **故意与真机一致** —— 隔离的是关节/TF 层(sim_ 前缀),不是应用层依赖的接口
- src/arm_sim_gazebo/:新包,含 urdf_normalize(库 + CLI)与单测

一处设计纠正:D435 从 URDF 挪进 world。原本挂在 URDF 的 world link 上,结果
整台相机转 SDF 时凭空消失(sdformat 丢弃无质量根 link 时连带丢了整棵子树,
且退出码 0、不报错)。眼在手外的相机物理上就属于场景,放 world 才对;
渲染插件也一并归 world 级,避免"插件在模型里、相机在世界里"的错配。

验证(不是只看退出码)
- 带夹爪全量:sdformat 退出码 0、0 报错、15 link / 15 joint / 26 frame
- 传感器 d405_rgbd + tactile_left/right 均在;控制器插件与参数路径正确
- 世界文件 sdformat 通过
- 包在 ros_gz_sim 环境构建通过,CLI 实跑结果与库调用一致
- 未注册 gazebo_sim_launcher 入口点:模块还没写,注册了构建能过但一运行就
  ImportError,不如老实缺着(manifest 里如实标注为未实现)

注:实测确认 gz_ros2_control 的硬件/接口声明**不在 SDF 里**,插件是从
/robot_description 话题读 URDF 的 <ros2_control> —— 所以启动器必须先起
robot_state_publisher 且发布归一化后的同一份 URDF,否则控制器注册的关节名
会和 Gazebo 里的对不上。这条已写进 P5c-3 的实现要求。

Co-authored-by: Cursor <cursoragent@cursor.com>
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arm_dev
2026-09-23 14:19:39 +08:00
parent d93dab31c9
commit 25635e21f8
15 changed files with 1506 additions and 12 deletions
+32
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@@ -0,0 +1,32 @@
from setuptools import find_packages, setup
package_name = 'arm_sim_gazebo'
setup(
name=package_name,
version='0.1.0',
packages=find_packages(exclude=['test']),
data_files=[
('share/ament_index/resource_index/packages', ['resource/' + package_name]),
('share/' + package_name, ['package.xml']),
],
install_requires=['setuptools', 'PyYAML'],
zip_safe=True,
maintainer='arm_dev',
maintainer_email='dev@example.com',
description='Gazebo 仿真后端:描述归一化 + 启动 Gazebo 与 ros2_control 桥接',
license='Apache-2.0',
entry_points={
'console_scripts': [
# 独立小工具:只看归一化做了什么,不启动 Gazebo。
# 排查"为什么 Gazebo 说我的 link 不存在"时非常省时间。
'urdf_normalize = arm_sim_gazebo.urdf_normalize:main',
# TODO(P5c-3): manifest 声明的启动器
# devices/sim/gazebo/manifest.yaml -> driver.executable: gazebo_sim_launcher
# 尚未实现,所以这里**先不注册** —— 注册了但模块不存在,
# 构建能过、一运行就 ImportError,不如老实缺着。
# P5c-3 会补上 gazebo_sim_launcher.py 并在此注册。
# 'gazebo_sim_launcher = arm_sim_gazebo.gazebo_sim_launcher:main',
],
},
)