ROS melodic中 小乌龟的TF例程

TF坐标变换是导航和定位中基础的知识，在学习ROS中，很快就接触到了。下面记录一下小乌龟例程中的TF 功能包。

首先要下载turtle_tf:

sudo apt-get install ros-melodic-turtle-tf

需要对应相应的版本。安装之后，可以使用下面命令来运行

roslaunch turtle_tf turtle_tf_demo.launch

再打开一个节点，来控制小乌龟的运动：

rosrun turtlesim turtle_teleop_key

可以使用下面命令来查看TF树：

rosrun tf view_frames
这个命令会把TF树保存在一个pdf文件中，我们可以使用如下命令打开：

evince frames.pdf

使用如下命令查看乌龟坐标系之间的变换关系：

rosrun tf tf_echo turtle1 turtle2

以上都是下载了功能包之后可以进行的可视化操作。

下面进行代码编写：

1.新建功能包，依赖项为std_msgs rospy roscpp tf turtlesim geometry_msgs

catkin_create_pkg learning_tf std_msgs rospy roscpp tf turtlesim
本人在刚开始的没有添加geometry_msgs，后来在xml文件和CMakeList.txt中手动添加.

2.返回工作空间，进行编译：

cd ..
catkin_make

3.在src文件价中add两个cpp文件（1）turtle_tf_broadcaster.cpp （2）turtle_tf_listener.cpp：

//turtle_tf_broadcaster.cpp

#include
#include
#include

std::string turtle_name;

void poseCallback(const turtlesim::PoseConstPtr& msg)
{
    //TF 广播器
    static tf::TransformBroadcaster br;
    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;
}

//第二个文件

//turtle_tf_listener.cpp

#include
#include
#include
#include

int main(int argc,char** argv)
{
    ros::init(argc,argv,"my_tf_listener");
    ros::NodeHandle node;
    ros::service::waitForService("spawn");
    ros::ServiceClient add_turtle = node.serviceClient("spawn");
    turtlesim::Spawn srv;
    add_turtle.call(srv);
    
    ros::Publisher turtle_vel = node.advertise("turtle2/cmd_vel",10);
    
    tf::TransformListener listener;
    
    ros::Rate rate(10.0);
    while(node.ok())
    {
        tf::StampedTransform transform;
        try
        {
            listener.waitForTransform("/turtle2","/turtle1",ros::Time(0),ros::Duration(3.0));
            listener.lookupTransform("/turtle2","/turtle1",ros::Time(0),transform);
        }
        catch(tf::TransformException &ex)
        {
            ROS_ERROR("%s",ex.what());
            ros::Duration(1.0).sleep();
            continue;
        }
        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;
}

4.修改CMakeLists.txt文件

#首先是功能包支持

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  roscpp
  rospy
  std_msgs
  geometry_msgs
  tf
  turtlesim
)

#编译选项

include_directories(
# include
  ${catkin_INCLUDE_DIRS}
)
add_executable(turtle_tf_broadcaster src/turtle_tf_broadcaster.cpp)
target_link_libraries(turtle_tf_broadcaster ${catkin_LIBRARIES})

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

5.修改XML文件，主要是包含以下文件：

  catkin
  geometry_msgs
  roscpp
  rospy
  std_msgs
  tf
  turtlesim
  geometry_msgs
  roscpp
  rospy
  std_msgs
  tf
  turtlesim
  geometry_msgs
  roscpp
  rospy
  std_msgs
  tf
  turtlesim

6. 回到工作空间，编译

catkin_make

7.编写launch启动文件:start_demo_with_listener.launch

    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

8.  编译成功之后，就可以运行这个例程了。

roslaunch learning_tf start_demo_with_listener.launch

之后就能看到用方向键控制两只海龟相随运动了。