ROS与C++入门教程-tf-增加坐标系

ROS与C++入门教程-tf-增加坐标系

说明：

• 介绍如何为TF增加额外固定的坐标系

为何增加坐标系

• 对于许多任务，更容易在本地坐标内思考。
• 例如，更容易推断在激光扫描器中心的坐标系中的激光扫描。
• tf允许您为系统中的每个传感器，链接等定义一个本地坐标系。
• 并且，tf将处理所引入的所有额外坐标系的变换。

那里增加坐标系

• tf建立坐标系的树结构; 它不允许在坐标系结构中存在闭环。
• 这意味着一个坐标系只有一个父系，但它可以有多个子系。
• 目前我们的tf树包含三个坐标系：world，turtle1和turtle2。 两只乌龟是世界的子系。
• 如果我们要向tf添加一个新坐标系，三个现有坐标系中的一个需要是父系，新坐标系将成为子系。
• 图示：
  

如何添加坐标系

• 在我们的乌龟例子中，我们将添加一个新的坐标系carrot1到turtle1。
• 新建文件frame_tf_broadcaster.cpp：

$ roscd learning_tf
$ touch src/frame_tf_broadcaster.cpp
$ vim src/frame_tf_broadcaster.cpp

• 代码如下：

#include <ros/ros.h>
#include <tf/transform_broadcaster.h>

int main(int argc, char** argv){
  ros::init(argc, argv, "my_tf_broadcaster");
  ros::NodeHandle node;

  tf::TransformBroadcaster br;
  tf::Transform transform;

  ros::Rate rate(10.0);
  while (node.ok()){
    transform.setOrigin( tf::Vector3(0.0, 2.0, 0.0) );
    transform.setRotation( tf::Quaternion(0, 0, 0, 1) );
    br.sendTransform(tf::StampedTransform(transform, ros::Time::now(), "turtle1", "carrot1"));
    rate.sleep();
  }
  return 0;
};

• 代码类似广播变换

代码解释：

• 代码：

transform.setOrigin( tf::Vector3(0.0, 2.0, 0.0) );
transform.setRotation( tf::Quaternion(0, 0, 0, 1) );
br.sendTransform(tf::StampedTransform(transform, ros::Time::now(), "turtle1", "carrot1")

• 解释：我们创建transform，从父系turtle1到子系carrot1，carrot1离左边的turtle12米远

编译运行

• 打开CMakeLists.txt

$ rosed learning_tf CMakeLists.txt

• 在底部增加代码：

add_executable(frame_tf_broadcaster src/frame_tf_broadcaster.cpp)
target_link_libraries(frame_tf_broadcaster ${catkin_LIBRARIES})

• 编译：

$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make

• 编译顺利，在bin目录会生成frame_tf_broadcaster文件

• 编辑start_demo.launch

$ rosed learning_tf start_demo.launch

• 增加新代码：

  <launch>
    ...
    <node pkg="learning_tf" type="frame_tf_broadcaster"
          name="broadcaster_frame" />
  </launch>

• 运行：

 $ roslaunch learning_tf start_demo.launch

检查结果：

• 接着上个教程的，如果你驱动turtle1，你注意到，即使我们添加了一个新的坐标系，行为没有改变。 这是因为添加额外的坐标系不会影响其他坐标系，我们的监听器仍然使用先前定义的坐标系。 所以，让我们改变监听器的行为。
• 编辑src/turtle_tf_listener.cpp，在26-27行用/carrot1替换/turtle1，如：

 listener.lookupTransform("/turtle2", "/carrot1",
                           ros::Time(0), transform);

• 编译运行：

 $ catkin_make
 $ roslaunch learning_tf start_demo.launch

• 应该可以看到，turtle2跟随carrot1变化，而不是turtle1

广播移动的坐标系

• 我们在本教程中发布的额外坐标系是一个固定的坐标系，不随时间改变相对于父系。 但是，如果要发布移动坐标系，您可以更改广播器以随时间更改。 让我们修改/carrot1坐标系以相对于/turtle1随时间改变。
• 修改编辑src/turtle_tf_listener.cpp

$ vim src/frame_tf_broadcaster.cpp

• 代码如下：

transform.setOrigin( tf::Vector3(2.0*sin(ros::Time::now().toSec()), 2.0*cos(ros::Time::now().toSec()), 0.0) );
transform.setRotation( tf::Quaternion(0, 0, 0, 1) );

• 编译运行：

$ catkin_make
$ roslaunch learning_tf start_demo.launch