MuJoCo的机器人建模
MuJoCo 是目前机器人强化学习中比较流行的仿真器，本文主要记录自己将实验室的机器人 urdf 模型转换为 mujoco 能够加载的 xml 格式的过程。
官方论坛 和 官方文档 提供了一些常见的机器人模型，在修改 xml 的过程中可以参考。
本文主要参考资料为官方文档和 文章后附的参考。
MuJoCo的模型有三种：xx.mjb (二进制文件), xx.txt, xx.xml, 其中比较常用的是xml格式的，便于阅读和修改。
一、简要过程
1. urdf中加入以下文件：
<link name="dummy">
</link>
<joint name="dummy_joint" type="fixed">
<parent link="dummy"/>
<child link="base_link"/>
</joint>
不加在rviz中运行的时候可能会报错（经测试可以不加）。
2. 要使用mujoco自带的格式转换，要在urdf中加入以下代码：
<mujoco>
<compiler
meshdir="/home/lee/catkin_ws/src/sys/meshes/"
balanceinertia="true"
discardvisual="false" />
</mujoco>
不加会丢失模型视觉效果（只存在碰撞体信息）。
3. 在mujoco的可执行文件夹内执行命令进行转换：
cd /home/(your name)/.mujoco/mujoco200/bin
./compile /path/to/model.urdf /path/to/model.xml
在转换的过程中如果零件非常复杂是没办法转换的，所以要尽量保证自己的模型尽量简化。
4. 测试生成的模型：
./simulate /path/to/model/xml
如果mujoco以及在打开的状态下，可以将模型拖进窗口查看效果
二、详细分析
1. URDF 模型准备
如果是比较复杂的模型，建议先进行简化处理。
1.1 mesh文件
URDF 的 mesh 文件通常有两类：包含材质颜色等信息的 dae 文件（非必须）与用于碰撞的 stl 文件。由于 MuJoCo 并不支持 dae 文件，只支持stl文件，因此，如果 URDF 模型中有 dae 文件，需要全部转换为stl文件。可以使用 MeshLab ，或在线网站1 2 等进行转换。
一般 ROS 系统加载 URDF 模型，很多都会分开成很多子部分加载，但是 MuJoCo 是不能识别 ROS 的 package 路径的，所以最好把所有的 mesh 文件单独拷贝到一个文件夹内，同时保持唯一的命名。
1.2 urdf 文件
ROS 系统很多采用 xacro 格式，此处需要转换成一个单一的 urdf 文件格式，同时 mesh 文件改为绝对路径，保证可以找到相应的 mesh 文件。也要注意把对应的 dae 文件格式修改为stl文件格式。最后，在 xacro/urdf 文件添加一些必要的 MuJoCo 的 tag 用于控制编译选项。
<mujoco>
<compiler
meshdir="../meshes_mujoco/"
balanceinertia="true"
discardvisual="false" />
</mujoco>
其他tag可以参考链接。 meshdir 是必须的，如果编译时有以下 bug ，则需要添加 balanceinertia
Error: inertia must satisfy A + B >= C; use 'balanceinertia' to fix
Object name = inertial_link, id = 3
discardvisual 这个 tag 默认是true，也就是丢掉视觉效果部分，保留碰撞部分。如果模型很复杂，它会把很多 mesh 文件进行简化，变成球、圆柱、立方体等，视觉效果会差很多，因此建议设为false，具体参考。另外，在MuJoCo的界面，可以通过按键盘数字键 0 和 1 进行视觉上的切换（视觉mesh与碰撞mesh）。
从xacro文件生成urdf文件的命令（如果有urdf文件则不需要此步）：
rosrun xacro xacro --inorder model.xacro > model.urdf
检查urdf文件：
check_urdf model.urdf
在RViz中可视化：
roslaunch urdf_tutorial display.launch model:=path/to/your/urdf/file
2. 生成基本模型
在确认 URDF 模型没有问题后，进入 MuJoCo 的可执行文件夹内执行命令进行转换（如默认的 ~/mujoco/mujoco200/bin ）：
./compile /path/to/model.urdf /path/to/model.mjb
./compile /path/to/model.urdf /path/to/model.txt
./compile /path/to/model.urdf /path/to/model.xml
官方说明可以转换成三种模型，我们一般用xml的格式。
./compile
Usage: compile infile outfile
infile can be in mjcf, urdf, mjb format
outfile can be in mjcf, mjb, txt format
测试生成的基本模型：
$ ./simulate /path/to/model.xml
3. 添加必要参数
由于上面生成的模型只是最基本的模型，仅包含基本的运动学链，缺少物理属性，如此处所说，还需要添加一些其他的 tag ，具体根据需要可以查看官方文档。
三、Mujoco的关节与外力和驱动器
https://blog.csdn.net/feisy/article/details/123098910
注意
- xml 文件中的路径问题
-
绝对路径：利用 urdf 文件生成 xml 文件时需要绝对地址，即初始 xml 文件使用绝对路径；
meshdir="/home/robot/DoorGym/world_generator/robot/meshes_walker/" -
相对路径：xml 文件存在包含 (include) 关系时，包含和被包含的 xml 文件必须使用相对路径，且尽量放在同一文件夹下（参考）。
# 被包含文件 meshdir="/home/robot/DoorGym/world_generator/robot/meshes_walker/" # 包含文件 <include file="../../robot/left_hand.xml"/>
四、欠驱动机器人配置
在实际应用过程中，有些机器人为欠驱动关节，特别是机器人的灵巧手，较多为拉线式欠驱动配置。
以上内容主要参考： 官网文档 和 官方论坛 中欠驱动机器人和机械手配置。
- 串联型欠驱动配置参考（单手指：从多关节驱动改为单关节驱动，类似绳驱动）
其中，coef 表示各关节比例，数值越大运动范围越小。
<mujoco model="hand">
<tendon>
<fixed name="T_right_thumb">
<joint joint="right_thumb_j1" coef="1.0"/>
<joint joint="right_thumb_j2" coef="-1.0"/>
</fixed>
<fixed name="T_right_index">
<joint joint="right_index_j1" coef="1.0"/>
<joint joint="right_index_j2" coef="-1.5"/>
</fixed>
<fixed name="T_right_middle">
<joint joint="right_middle_j1" coef="1.0"/>
<joint joint="right_middle_j2" coef="-1.5"/>
</fixed>
<fixed name="T_right_ring">
<joint joint="right_ring_j1" coef="1.0"/>
<joint joint="right_ring_j2" coef="-1.5"/>
</fixed>
<fixed name="T_right_pinky">
<joint joint="right_pinky_j1" coef="1.0"/>
<joint joint="right_pinky_j2" coef="-1.25"/>
</fixed>
</tendon>
<equality>
<tendon name="E_right_thumb" tendon1="T_right_thumb"/>
<tendon name="E_right_index" tendon1="T_right_index"/>
<tendon name="E_right_middle" tendon1="T_right_middle"/>
<tendon name="E_right_ring" tendon1="T_right_ring"/>
<tendon name="E_right_pinky" tendon1="T_right_pinky"/>
</equality>
<actuator>
<position name="R_thumb_P" ctrllimited="true" kp="1.0" ctrlrange="0 1.00" joint="right_thumb_j1" />
<position name="R_index_P" ctrllimited="true" kp="1.0" ctrlrange="0 1.57" joint="right_index_j1" />
<position name="R_middle_P" ctrllimited="true" kp="1.0" ctrlrange="0 1.57" joint="right_middle_j1" />
<position name="R_ring_P" ctrllimited="true" kp="1.0" ctrlrange="0 1.57" joint="right_ring_j1" />
<position name="R_pinky_P" ctrllimited="true" kp="1.0" ctrlrange="0 1.57" joint="right_pinky_j1" />
</actuator>
</mujoco>
- 并联型欠驱动配置参考（多手指：从多关节驱动改动单关节驱动，一个关节驱动无名指和小拇指）
其中，coef 和 polycoef 表示各关节比例，数值越大运动范围越小。
<mujoco model="hand">
<equality>
<joint name="ring_pinky_cpl" joint1="right_ring_j1" joint2="right_pinky_j1" polycoef="0 1.0 0 0 0"/>
</equality>
<actuator>
<position name="R_ring_P" ctrllimited="true" kp="1.0" ctrlrange="0 1.57" joint="right_ring_j1" />
</actuator>
</mujoco>
本文参考文档均以超链接形式在文中给出。
以上内容根据自己理解和实践所写，如有错误，请批评指正。