TF坐标

1.简介

TF是一个让用户随时间跟踪多个坐标系的功能包，它使用树形数据结构，根据时间缓冲并维护多个坐标系之间的坐标变换关系。

2.TF工具

tf_monitor ：查看TF树中所有坐标系的发布状态
tf_monitor <source_frame> <target_target> ：查看指定坐标系之间的发布状态
tf_echo <source_frame> <target_target> ：查看指定坐标系之间的变换关系
view_frames ：可视化工具，生成pdf文件 rosrun tf view_frames

3.实践

turtle_tf_broadcaster.cpp

#include <ros/ros.h>

#include <tf/transform_broadcaster.h>

#include <turtlesim/Pose.h>

std::string turtle_name;

void poseCallback(const turtlesim::PoseConstPtr& msg)

{

    // tf广播器

    static tf::TransformBroadcaster br;

    // 根据乌龟当前的位姿，设置相对于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);

    // 发布坐标变换

    br.sendTransform(tf::StampedTransform(transform, ros::Time::now(), "world", turtle_name));

}

int main(int argc, char** argv)

{

    // 初始化节点

    ros::init(argc, argv, "my_tf_broadcaster");

    if (argc != 2)

    {

        ROS_ERROR("need turtle name as argument");

        return -1;

    };

    turtle_name = argv[1];

    // 订阅乌龟的pose信息

    ros::NodeHandle node;

    ros::Subscriber sub = node.subscribe(turtle_name+"/pose", 10, &poseCallback);

    ros::spin();

    return 0;

};

turtle_tf_lestener.cpp

#include <ros/ros.h>

#include <tf/transform_listener.h>

#include <geometry_msgs/Twist.h>

#include <turtlesim/Spawn.h>

int main(int argc, char** argv)

{

    // 初始化节点

    ros::init(argc, argv, "my_tf_listener");

    ros::NodeHandle node;

    // 通过服务调用，产生第二只乌龟turtle2

    ros::service::waitForService("spawn");

    ros::ServiceClient add_turtle =

    node.serviceClient<turtlesim::Spawn>("spawn");

    turtlesim::Spawn srv;

    add_turtle.call(srv);

    // 定义turtle2的速度控制发布器

    ros::Publisher turtle_vel =

    node.advertise<geometry_msgs::Twist>("turtle2/cmd_vel", 10);

    // tf监听器

    tf::TransformListener listener;

    ros::Rate rate(10.0);

    while (node.ok())

    {

        tf::StampedTransform transform;

        try

        {

            // 查找turtle2与turtle1的坐标变换

            listener.waitForTransform("/turtle2", "/turtle1", ros::Time(0), ros::Duration(3.0));

            listener.lookupTransform("/turtle2", "/turtle1", ros::Time(0), transform);

            //这里求的transform是turtle2到turtle1的变换

        }

        catch (tf::TransformException &ex)

        {

            ROS_ERROR("%s",ex.what());

            ros::Duration(1.0).sleep();

            continue;

        }

        // 根据turtle1和turtle2之间的坐标变换，计算turtle2需要运动的线速度和角速度

        // 并发布速度控制指令，使turtle2向turtle1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;

};

rosrun rviz rviz -d 'rospack find turtle_tf' /rviz/turtle_rviz.rviz

巴特西

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