ROS1学习笔记--tf变换 ROS学习笔记

一、tf变换简介
机器人系统通常具有许多随时间变化的3D坐标系，例如世界坐标系（world frame)，基准坐标系(base frame)，夹具坐标系(gripper frame)，头部坐标系(head frame)等。tf包可以随时记录所有这些坐标系，并可以解决如下问题：

5秒前，机器人头部坐标系相对于世界（全局）坐标系的关系是什么样的？
机器人夹取的物体相对于机器人的中心坐标的位置是什么？
机器人中心坐标系相对于全局坐标系的位置在哪里？

TF变换可以广播tf变换（broadcaster)和监听tf变换(lisenter)来实现。
二、tf变换实例
1.实现一个tf广播器

定义一个tf广播器（TransformBroadcaster)
创建坐标变换值
发布坐标变换（sendTransform)

代码实现：src/turtle_tf_broadcaster.cpp.

#include #include #include std::string turrtle_name; void poseCallback(const turtlesim::PoseConstPtr& msg) { //创建一个tf广播器 static tf::TransformBroadcaster br; //创建一个Transform对象，根据当前海龟的位置，设置相对与世界坐标系的坐标变换 tf::Transform transform; transform.setOrigin( tf::Vector3(msg->x, msg->y, 0.0) ); tf::Quaternion q; q.setRPY(0, 0, msg->theta); transform.setRotation(q); //设置旋转//发布坐标变换，（transform，发布时间戳，父坐标系，子坐标系） br.sendTransform(tf::StampedTransform(transform, ros::Time::now(), "world", turtle_name)); }int main(int argc, char** argv){ ros::init(argc, argv, "my_tf_broadcaster"); if (argc != 2){ROS_ERROR("need turtle name as argument"); return -1; }; turtle_name = argv[1]; //订阅turtle的位置（pose)信息 ros::NodeHandle node; ros::Subscriber sub = node.subscribe(turtle_name+"/pose", 10, &poseCallback); //循环等待 ros::spin(); return 0; };

参考网站：小海龟例程broadcaster

2.实现一个TF监听器

定义一个tf监听器(TransformListener)
查找坐标变换（waitTransform.lookupTransform）

代码实现：src/turtle_tf_listener.cpp

#include #include #include #include int main(int argc, char** argv) { //初始化节点 ros::init(argc, argv, "my_tf_listener"); //创建句柄，如果一个节点没有启动，节点句柄会自动启动该节点 ros::NodeHandle node; //通过服务调用，产生第二只海龟 ros::service::waitForService("spawn"); ros::ServiceClient add_turtle = node.serviceClient("spawn"); turtlesim::Spawn srv; add_turtle.call(srv); //定义第二只海龟的速度发布器，发布频率为10hz ros::Publisher turtle_vel = node.advertise("turtle2/cmd_vel", 10); //创建一个tf监听器 tf::TransformListener listener; ros::Rate rate(10.0); while (node.ok()){ tf::StampedTransform transform; try{ //查找两个海龟间的坐标变换 listener.lookupTransform("/turtle2", "/turtle1", ros::Time(0), transform); } catch (tf::TransformException &ex) { ROS_ERROR("%s",ex.what()); ros::Duration(1.0).sleep(); continue; }//基于两个海龟之间的坐标变换，计算turtle2的新的线性和角速度 //新速度发布在主题“turtle2 / cmd_vel”中，sim将使用它来更新turtle2的移动。 geometry_msgs::Twist vel_msg; vel_msg.angular.z = 4.0 * atan2(transform.getOrigin().y(), transform.getOrigin().x()); vel_msg.linear.x = 0.5 * sqrt(pow(transform.getOrigin().x(), 2) + pow(transform.getOrigin().y(), 2)); turtle_vel.publish(vel_msg); rate.sleep(); } return 0; };

三、添加一个额外的固定坐标系
参考网站：Tutorials

四、学会使用waitTranform
【ROS1学习笔记--tf变换】参考网站：Tutorials

五、高级时间历史功能
参考网站:Tutorials

还有很多没有详细看，有时间再添加

参考网站:
官方wiki：tf_ROS.wik
海龟跟随小例程：tf_demo
官方Tutorials：http://wiki.ros.org/tf/Tutorials
古月居tf：重读tf