urdfeus

URDF ⇄ EusLisp を相互変換するPythonライブラリ

eus2urdfで変換したjskeusの全モデル（ロボット・物体・シーン）をブラウザで閲覧・操作・ダウンロードできます → https://iory.github.io/urdfeus/

概要

urdfeusは、ロボット記述ファイル（URDF）をEusLispのロボットモデル定義に変換するツールです。ROS環境で使用されるURDFファイルを、EusLispプログラミング環境で利用できる形式に変換できます。

インストール

Python 3.10以降が必要です。

uvを使う場合（推奨）

uvは高速なPythonパッケージマネージャです。仮想環境を作ってurdfeusをインストールします：

uv venv
source .venv/bin/activate  # Linux/macOS
# .venv\Scripts\activate   # Windows
uv pip install urdfeus

オプションの依存関係も含める場合：

uv pip install "urdfeus[all]"

pipを使う場合

pip install urdfeus

開発版

git clone https://github.com/iory/urdfeus.git
cd urdfeus
uv pip install -e .   # または pip install -e .

使用方法

コマンドライン

# 基本的な変換
urdf2eus robot.urdf robot.l

# YAMLファイルと一緒に変換
urdf2eus robot.urdf robot.l --yaml-path robot.yaml

# カスタムロボット名を指定
urdf2eus robot.urdf robot.l --name my_robot

# メッシュ簡素化オプション付き
urdf2eus robot.urdf robot.l --voxel-size 0.01

Pythonスクリプト

from urdfeus.urdf2eus import urdf2eus

# URDFファイルをEusLispに変換
with open('robot.l', 'w') as f:
    urdf2eus('robot.urdf', fp=f)

# YAMLファイルと一緒に変換
with open('robot.l', 'w') as f:
    urdf2eus('robot.urdf', 'robot.yaml', fp=f)

# カスタムロボット名を指定
with open('robot.l', 'w') as f:
    urdf2eus('robot.urdf', robot_name='my_robot', fp=f)

EusLisp → URDF 変換 (eus2urdf)

eus2urdfは、EusLispのロボットモデルをURDF（ROSパッケージ形式）へ変換する逆方向のツールです。 モデルはirteusglで実体化してから抽出するため、:init内で手続き的に追加されるリンク・関節（脚や吸盤など）も取りこぼさず変換できます。メッシュはglverticesからtrimesh経由で書き出します（デフォルトは色を保持できる.glb）。変換結果はギャラリーで確認できます。

前提

• irteusgl（jskeus）がインストールされていること
• メッシュ書き出しにtrimesh / pycollada（依存に含まれます）

コマンドライン

# EusLispモデル -> ROSパッケージ一式 (package.xml + urdf/ + meshes/)
eus2urdf robot.l output_package_dir

# package:// で使うパッケージ名を指定
eus2urdf robot.l output_package_dir --package-name my_robot_description

# ロボット名・コンストラクタ・メッシュ形式を指定
eus2urdf robot.l out --name my_robot --constructor my-robot --mesh-format obj

生成物のレイアウト：

output_package_dir/
  package.xml
  CMakeLists.txt             # 最小のcatkin定義（catkin build/catkin_makeで通る）
  urdf/<robot>.urdf          # package://<pkg>/meshes/<link>.glb を参照
  meshes/<link>.glb

Pythonスクリプト

from urdfeus.eus2urdf import eus2urdf

urdf_path = eus2urdf('robot.l', 'output_package_dir',
                     package_name='my_robot_description')

オプション

• --package-name: package://で参照するROSパッケージ名（既定は出力ディレクトリ名）
• --name: <robot name>とURDFファイル名（既定はモデルが返すロボット名）
• --constructor: EusLispのコンストラクタ関数名（既定はファイル名のstem）
• --mesh-format: trimesh.exportが扱う拡張子（既定glb）。glb/ply/objは面ごとの色を保持。daeはtrimeshのColladaエクスポータが色をtextureに潰すため多色メッシュがグレーになる（単色メッシュは保持）。stlは色なし
• --draco: glbメッシュをDraco圧縮（KHR_draco_mesh_compression）。頂点色を保ったまま密なメッシュを概ね1桁小さくする。glb固定でDracoPyが必要（pip install urdfeus[draco]）。読み込み側のglTFローダにはDracoデコーダが要る
• --irteusgl: 使用するirteusgl実行ファイル

ジオメトリの扱い

• colladaボディはglverticesから、make-cube等で生成されたプレーンなbody（例：:initで追加される可視化用の脚キューブや吸盤）は各faceを三角形分割してメッシュ化します。いずれもメッシュとして書き出されます。
• プレーンbodyのface三角形分割は凸面を仮定します（プリミティブ形状では成立）。

生成されたEusLispファイルの使用

;; EusLisp環境での使用例
(load "robot.l")
(setq *robot* (robot))  ; URDFのロボット名または--nameで指定した名前
(send *robot* :angle-vector)

;; カスタム名を指定した場合
(load "robot.l")
(setq *robot* (my_robot))  ; --name my_robot で生成した場合
(send *robot* :angle-vector)

ロボット名の制約

--nameオプションで指定するロボット名は、EusLispの識別子として有効である必要があります：

• 文字または_で始まる
• 文字、数字、_、-のみ使用可能
• EusLispの予約語（if, defun, nilなど）は使用不可
• 空文字列やスペースを含む名前は使用不可

有効な例: my_robot, robot-v1, MyRobot, _robot, robot123 無効な例: 123robot, robot name, robot.name, if, defun

YAMLファイル

ロボットの関節グループ、エンドエフェクタ、初期ポーズを設定できます。

PR2ロボットの設定例

実際のPR2設定ファイルを参考にした例：

# 関節グループの定義
torso:
  - torso_lift_joint : torso-waist-z

larm:
  - l_shoulder_pan_joint   : larm-collar-y
  - l_shoulder_lift_joint  : larm-shoulder-p
  - l_upper_arm_roll_joint : larm-shoulder-r
  - l_elbow_flex_joint     : larm-elbow-p
  - l_forearm_roll_joint   : larm-elbow-r
  - l_wrist_flex_joint     : larm-wrist-p
  - l_wrist_roll_joint     : larm-wrist-r

rarm:
  - r_shoulder_pan_joint   : rarm-collar-y
  - r_shoulder_lift_joint  : rarm-shoulder-p
  - r_upper_arm_roll_joint : rarm-shoulder-r
  - r_elbow_flex_joint     : rarm-elbow-p
  - r_forearm_roll_joint   : rarm-elbow-r
  - r_wrist_flex_joint     : rarm-wrist-p
  - r_wrist_roll_joint     : rarm-wrist-r

head:
  - head_pan_joint  : head-neck-y
  - head_tilt_joint : head-neck-p

# エンドエフェクタ座標系
larm-end-coords: 
  parent : l_gripper_tool_frame
  rotate : [0, 1, 0, 0]

rarm-end-coords:
  parent : r_gripper_tool_frame
  rotate : [0, 1, 0, 0]

head-end-coords:
  translate : [0.08, 0, 0.13]
  rotate    : [0, 1, 0, 90]

# 事前定義ポーズ
angle-vector:
  reset-manip-pose : [300.0, 75.0, 50.0, 110.0, -110.0, -20.0, -10.0, -10.0, -75.0, 50.0, -110.0, -110.0, 20.0, -10.0, -10.0, 0.0, 50.0]
  reset-pose : [50.0, 60.0, 74.0, 70.0, -120.0, 20.0, -30.0, 180.0, -60.0, 74.0, -70.0, -120.0, -20.0, -30.0, 180.0, 0.0, 0.0]

グループ定義の効果

YAMLファイルでグループを定義すると、EusLispで以下のようなメソッドが使用できるようになります：

;; PR2ロボットの例
(setq *robot* (pr2))

;; 右腕の現在の関節角度を取得
(send *robot* :rarm :angle-vector)
;; => #f(-60.0 74.0 -70.0 -120.0 -20.0 -30.0 180.0)

;; 右腕の関節リストを取得
(send *robot* :rarm :joint-list)
;; => (#<rotational-joint r_shoulder_pan_joint> 
;;     #<rotational-joint r_shoulder_lift_joint> ...)

;; 関節名を取得
(send-all (send *robot* :rarm :joint-list) :name)
;; => ("r_shoulder_pan_joint" "r_shoulder_lift_joint" 
;;     "r_upper_arm_roll_joint" "r_elbow_flex_joint" ...)

;; 右腕の関節角度を設定
(send *robot* :rarm :angle-vector #f(0 0 0 -90 0 0 0))

;; 事前定義ポーズの使用
(send *robot* :reset-pose)

設定項目の詳細

関節グループ

• グループ名: ロボットの部位名（rarm, larm, head など）
• 関節名 : EusLisp関節名: URDFの関節名とEusLispでの関節名のマッピング

エンドエフェクタ座標系

• parent: 座標系を取り付ける親リンク名
• translate: [x, y, z] 平行移動（メートル単位）
• rotate: [x, y, z, angle] 回転軸ベクトルと角度（度単位）

事前定義ポーズ

• angle-vector: ポーズ名と対応する関節角度リスト
• 関節角度は度単位で指定
• 関節の順序はYAMLファイル内の関節グループの定義順序に従う

依存関係

• Python 3.6+
• scikit-robot
• trimesh
• numpy

ライセンス

MIT License

貢献

プルリクエストやイシューの報告を歓迎します。

関連プロジェクト

• scikit-robot - Pythonロボットモデリングライブラリ
• EusLisp - Lispベースのロボットプログラミング言語