ROS教程译文1———TF转换树的设置和使用

本文属于ROS翻译文章，来自WIKI:
http://wiki.ros.org/navigation/Tutorials/RobotSetup/TF

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Author: SuperDeveloper
Email: [email protected]
Description: Study ROS

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机器人创建篇–用TF设置你的机器人

教程级别：初级

下一篇：使用机器人状态发布者

1. 转换配置

许多ROS包都需要tf软件库发布的转换树。在一个抽象层上，转换树根据不同坐标系之间的平移和旋转来计算偏移量。具体来说，假如有一个简单的机器人，它有一个可移动的基体以及在基体上端的一个激光器，我们定义两个坐标系：一个对应基体中心点，另一个对应基体上的激光器的中心点。我们给两个坐标系一个名字，称移动基体的坐标系为” base_link “(重要的是，对于navigation来说，这个被放置在机器人的旋转中心)，我们称激光器的坐标系为”base_laser”。框架命名约定参见： http://www.ros.org/reps/rep-0105.html

我们假定有来自激光器中心点的距离数据，换句话说，我们有来自“base_laser”坐标系的数据，假设我们想要用这个数据去帮助移动基体避免世界中的障碍。为了成功实现这点，我们需要一种将数据从“base_laser”坐标系转换到“base_link”坐标系的方式。本质上，我们需要在“base_laser”和“base_link”之间定义一种关系。

为了定义这种关系，假设我们将激光器中心点安装在距离移动基体中心点横向10cm，纵向20cm的位置。这就给了我们一个”base_link”和”base_laser”之间的可转换的偏移量。特别地，我们知道了从”base_link”获取数据到”base_laser”必须应用一种关系(x:0.1m,y:0m,z:0.2m),同样从”base_laser”获取数据到”base_link”我们必须应用相反的转换关系(x:-0.1m,y:0.0m,z:-0.2m).

我们可以选择自己组织这些关系，意味着在必要的时候在坐标系之间使用恰当的转换关系，但是这会随着坐标系数量的增加变得异常困难。幸运的是，我们不需要自己来做这些事。取而代之，使用tf我们需要定义”base_link”和”base_laser”的关系,用它来为我们组织坐标系之间的转换。

在使用tf时为了定义和储存”base_link”和”base_laser”坐标系之间的关系，我们需要将他们添加到转换树中。从概念上讲，转换树中的每一个节点对应一个坐标系，每一条边对应着当前节点到其子节点的转换关系。TF使用一种树形结构来保证任意两个坐标系之间只有一个单遍历（对应关系——译者注），并且假设树中所用的边都从父节点指向子节点。

为我们的简单例子创建一个转换树，我们将创建两个节点，一个为”base_link”坐标系,一个为”base_laser”坐标系。为了创建他们之间的边（箭头——译者注），我们首先需要确定哪个节点为父节点以及哪个为子节点。记住，这个区别（父节点和子节点——译注）非常重要，因为TF假设所有的转换都从父到子。我们选择”base_link”坐标系为父，因为其他的部分或传感器是添加在基体上的，通过穿越”base_link”坐标系做出最适合他们到”base_laser”的关系(就是用”base_link”到某点的坐标值减去”base_laser”到相同点的坐标值——译注)。这意味着转换关系，即”base_link”与”base_laser”之间的边应当为（x:0.1m,y:0.0m,z:0.2m）.随着这个转换树设置完毕，转换激光器在”base_laser”接收到的（数据）到”base_link”坐标系只需要简单的调用TF库。我们的机器人能使用这些信息在”base_link”坐标系中解释激光器（的数据）以及安全地规划避开环境中的障碍。

<接下来：代码编写………….待续>