网站建设基础包括,网络优化师是什么工作,最牛论坛网站,网站过度优化首页被kROS小乌龟跟随 5.1 TF坐标变换 Autolabor-ROS机器人入门课程《ROS理论与实践》零基础教程
tf模块#xff1a;在 ROS 中用于实现不同坐标系之间的点或向量的转换。
在ROS中坐标变换最初对应的是tf#xff0c;不过在 hydro 版本开始, tf 被弃用#xff0c;迁移到 tf2,后者更… ROS小乌龟跟随 5.1 TF坐标变换 · Autolabor-ROS机器人入门课程《ROS理论与实践》零基础教程
tf模块在 ROS 中用于实现不同坐标系之间的点或向量的转换。
在ROS中坐标变换最初对应的是tf不过在 hydro 版本开始, tf 被弃用迁移到 tf2,后者更为简洁高效tf2对应的常用功能包有:
tf2_geometry_msgs:可以将ROS消息转换成tf2消息。
tf2: 封装了坐标变换的常用消息。
tf2_ros:为tf2提供了roscpp和rospy绑定封装了坐标变换常用的API。
坐标系ROS 中是通过坐标系统开标定物体的确切的将是通过右手坐标系来标定的。
1.坐标msg消息
订阅发布模型中数据载体 msg 是一个重要实现首先需要了解一下在坐标转换实现中常用的 msg:geometry_msgs/TransformStamped 和 geometry_msgs/PointStamped
前者用于传输坐标系相关位置信息后者用于传输某个坐标系内坐标点的信息。在坐标变换中频繁的需要使用到坐标系的相对关系以及坐标点信息。
2.静态坐标变换
所谓静态坐标变换是指两个坐标系之间的相对位置是固定的。
创建项目功能包依赖于tf2 tf2_ros tf2_geometry_msgs roscpp rospy std_msgs geometry_msgs
注意子级与父级坐标系的关系以及坐标转换函数transform()使用的方法。
3.动态坐标变换
所谓动态坐标变换是指两个坐标系之间的相对位置是变化的。
启动 turtlesim_node,该节点中窗体有一个世界坐标系(左下角为坐标系原点)乌龟是另一个坐标系键盘控制乌龟运动将两个坐标系的相对位置动态发布 。
创建项目功能包依赖于 tf2 tf2_ros tf2_geometry_msgs roscpp rospy std_msgs geometry_msgs turtlesim
订阅 turtle1/pose,可以获取乌龟在世界坐标系的 x坐标、y坐标、偏移量以及线速度和角速度。
ros::Subscriber sub nh.subscribeturtlesim::Pose(/turtle1/pose,1000,callback);void callback(const turtlesim::Pose::ConstPtr pose){geometry_msgs::TransformStamped tfs;// |----头设置tfs.header.frame_id world;tfs.header.stamp ros::Time::now();// |----坐标系 IDtfs.child_frame_id turtle1;// |----坐标系相对信息设置tfs.transform.translation.x pose-x;tfs.transform.translation.y pose-y;tfs.transform.translation.z 0.0; // 二维实现pose 中没有zz 是 0
}
4.多坐标变换
现有坐标系统父级坐标系统 world,下有两子级系统 son1son2son1 相对于 world以及 son2 相对于 world 的关系是已知的求 son1原点在 son2中的坐标又已知在 son1中一点的坐标要求求出该点在 son2 中的坐标。
创建项目功能包依赖于 tf2 tf2_ros tf2_geometry_msgs roscpp rospy std_msgs geometry_msgs turtlesim
使用静态坐标变换发布son1 son2 分别相对于world的坐标关系
launchnode pkgtf2_ros typestatic_transform_publisher nameson1 args0.2 0.8 0.3 0 0 0 /world /son1 outputscreen /node pkgtf2_ros typestatic_transform_publisher nameson2 args0.5 0 0 0 0 0 /world /son2 outputscreen /
/launch解析 son1 中的点相对于 son2 的坐标
geometry_msgs::TransformStamped tfs buffer.lookupTransform(son2,son1,ros::Time(0));
ROS_INFO(Son1 相对于 Son2 的坐标关系:父坐标系ID%s,tfs.header.frame_id.c_str());
ROS_INFO(Son1 相对于 Son2 的坐标关系:子坐标系ID%s,tfs.child_frame_id.c_str());
ROS_INFO(Son1 相对于 Son2 的坐标关系:x%.2f,y%.2f,z%.2f,tfs.transform.translation.x,tfs.transform.translation.y,fs.transform.translation.z);
然后解析坐标求出该点在 son2 中的坐标。
geometry_msgs::PointStamped ps;
ps.header.frame_id son1;
ps.header.stamp ros::Time::now();
ps.point.x 1.0;
ps.point.y 2.0;
ps.point.z 3.0;geometry_msgs::PointStamped psAtSon2;
psAtSon2 buffer.transform(ps,son2);
ROS_INFO(在 Son2 中的坐标:x%.2f,y%.2f,z%.2f,psAtSon2.point.x,psAtSon2.point.y,psAtSon2.point.z);
5.坐标系关系查看
输入下面命令查看是否包含该功能包
rospack find tf2_tools
如果没有请使用如下命令安装:
sudo apt install ros-noetic-tf2-tools启动坐标系广播程序之后运行如下命令:
rosrun tf2_tools view_frames.py当前目录会生成一个 frames.pdf 文件 6.TF坐标变换实操
产生两只乌龟中间的乌龟(A) 和 左下乌龟(B), B 会自动运行至A的位置并且键盘控制时只是控制 A 的运动但是 B 可以跟随 A 运行
输入命令
rosrun turtlesim turtlesim_node 此时只出现了一只小乌龟那么如何创建第二只小乌龟并且不受键盘控制而是跟随第一只小乌龟运动呢我们需要使用rosservice,话题使用的是 spawn.
创建出第二只小乌龟后需要做的是订阅两只小乌龟的位姿信息并转换为坐标信息之后获取第一只小乌龟相对于第二只小乌龟的坐标信息这里要注意是turtle1相对于turtle2的坐标信息不要搞反了最后向第二只小乌龟发布相应的速度信息跟随第一只小乌龟。
5.1.6 TF坐标变换实操 · Autolabor-ROS机器人入门课程《ROS理论与实践》零基础教程 7.TF2与TF
TF2已经替换了TFTF2是TF的超集建议学习 TF2 而非 TF。
TF2 功能包的增强了内聚性TF 与 TF2 所依赖的功能包是不同的TF 对应的是tf包TF2 对应的是tf2和tf2_ros包在 TF2 中不同类型的 API 实现做了分包处理。
TF2 实现效率更高比如在:TF2 的静态坐标实现、TF2 坐标变换监听器中的 Buffer 实现等。
坐标变换在机器人系统中是一个极其重要的组成模块在 ROS 中 TF2 组件是专门用于实现坐标变换的TF2 实现具体内容又主要介绍了如下几部分:
1.静态坐标变换广播器可以编码方式或调用内置功能包来实现(建议后者)适用于相对固定的坐标系关系
2.动态坐标变换广播器以编码的方式广播坐标系之间的相对关系适用于易变的坐标系关系
3.坐标变换监听器用于监听广播器广播的坐标系消息可以实现不同坐标系之间或同一点在不同坐标系之间的变换。
4.机器人系统中的坐标系关系是较为复杂的还可以通过 tf2_tools 工具包来生成 ros 中的坐标系关系图。
