ROS tf-增加坐標系

博客參考：https://www.ncnynl.com/archives/201702/1312.html

ROS與C++入門教程-tf-增加坐標系

說明：

• 介紹如何為TF增加額外固定的坐標系

為何增加坐標系

• 對於許多任務，更容易在本地坐標內思考。
• 例如，更容易推斷在激光掃描器中心的坐標系中的激光掃描。
• tf允許您為系統中的每個傳感器，鏈接等定義一個本地坐標系。
• 並且，tf將處理所引入的所有額外坐標系的變換。

那里增加坐標系

• tf建立坐標系的樹結構; 它不允許在坐標系結構中存在閉環。
• 這意味着一個坐標系只有一個父系，但它可以有多個子系。
• 目前我們的tf樹包含三個坐標系：world，turtle1和turtle2。 兩只烏龜是世界的子系。
• 如果我們要向tf添加一個新坐標系，三個現有坐標系中的一個需要是父系，新坐標系將成為子系。
• 圖示：

如何添加坐標系

• 在我們的烏龜例子中，我們將添加一個新的坐標系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

• 代碼如下：

#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;
};

• 代碼類似廣播變換

代碼解釋：

• 代碼：

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")

• 解釋：我們創建transform，從父系turtle1到子系carrot1，carrot1離左邊的turtle12米遠

編譯運行

• 打開CMakeLists.txt

$ rosed learning_tf CMakeLists.txt

• 在底部增加代碼：

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

• 編譯：

$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make

• 編譯順利，在bin目錄會生成frame_tf_broadcaster文件

• 編輯start_demo.launch

$ rosed learning_tf start_demo.launch

• 增加新代碼：

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

• 運行：

 $ roslaunch learning_tf start_demo.launch

檢查結果：

• 接着上個教程的，如果你驅動turtle1，你注意到，即使我們添加了一個新的坐標系，行為沒有改變。 這是因為添加額外的坐標系不會影響其他坐標系，我們的監聽器仍然使用先前定義的坐標系。 所以，讓我們改變監聽器的行為。
• 編輯src/turtle_tf_listener.cpp，在26-27行用/carrot1替換/turtle1，如：

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

• 編譯運行：

 $ catkin_make
 $ roslaunch learning_tf start_demo.launch

• 應該可以看到，turtle2跟隨carrot1變化，而不是turtle1

廣播移動的坐標系

• 我們在本教程中發布的額外坐標系是一個固定的坐標系，不隨時間改變相對於父系。 但是，如果要發布移動坐標系，您可以更改廣播器以隨時間更改。 讓我們修改/carrot1坐標系以相對於/turtle1隨時間改變。
• 修改編輯src/turtle_tf_listener.cpp

$ vim src/frame_tf_broadcaster.cpp

• 代碼如下：

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) );

• 編譯運行：

$ catkin_make
$ roslaunch learning_tf start_demo.launch