02-TF-tf介绍

TF介绍

描述 教程介绍了tf的实际应用，并展示了使用 turtlesim的多机器人示例. 同时介绍了tf_echo, view_frames, rqt_tf_tree, rviz等参数的使用。

Demo设置

安装必要程序包:

$ sudo apt-get install ros-indigo-ros-tutorials ros-indigo-geometry-tutorials ros-indigo-rviz ros-indigo-rosbash ros-indigo-rqt-tf-tree

运行Demo

$ roslaunch turtle_tf turtle_tf_demo.launch

此时开启两个乌龟：

turtle_tf_start.png

在roslaunch运行的terminal中通过键盘控制乌龟。

turtle_tf_drive.png

此时可以发现第二个乌龟会跟随第一个乌龟行动。

原理解析：
这个demo使用tf库建立了三个坐标系：世界坐标系，海龟1坐标系，海龟2坐标系。教程使用tf broadcaster 发布海龟坐标系，使用 tf listener 计算海龟坐标系的差异并使得一个海龟跟随另一个海龟。

tf工具

现在我们探索一个demo中rf是如何工作的，我们可以使用rf工具查看后台的rf工作情况。

Using view_frames

view_frames创建tf发布的坐标系的图标

$ rosrun tf view_frames

可以看到:

Transform Listener initing
Listening to /tf for 5.000000 seconds
Done Listening
dot - Graphviz version 2.16 (Fri Feb 8 12:52:03 UTC 2008)
Detected dot version 2.16
frames.pdf generated

tf listener 监听ROS发布的坐标系，并将坐标系的关联用树状图表示：

$ evince frames.pdf

d

从图上得知，tf创建了三个坐标系：世界坐标系，海龟1坐标系，海龟2坐标系，其中世界坐标系是海龟坐标系的父坐标系。view_frames也报道了tf发布频率和最新的坐标系与最旧坐标系的诊断信息用于 debugging

Using rqt_tf_tree

rqt_tf_tree 是一个实时显示坐标系状态的工具，通过图上的更新按键可以实时更新状态。
使用:

rosrun rqt_tf_tree rqt_tf_tree

或:

rqt &

然后选择 rqt_tf_tree

Using tf_echo

tf_echo显示了任意两个坐标系的变换信息
使用:

rosrun tf tf_echo [reference_frame] [target_frame]

此时坐标系的关系如图所示

$ rosrun tf tf_echo turtle1 turtle2

坐标表换通过 tf_echo listener 显示

At time 1416409795.450

• Translation: [0.000, 0.000, 0.000]
• Rotation: in Quaternion [0.000, 0.000, 0.914, 0.405] in RPY [0.000, -0.000, 2.308]
  At time 1416409796.441
• Translation: [0.000, 0.000, 0.000]
• Rotation: in Quaternion [0.000, 0.000, 0.914, 0.405] in RPY [0.000, -0.000, 2.308]
  At time 1416409797.450
• Translation: [0.000, 0.000, 0.000]
• Rotation: in Quaternion [0.000, 0.000, 0.914, 0.405] in RPY [0.000, -0.000, 2.308]
  At time 1416409798.441
• Translation: [0.000, 0.000, 0.000]
• Rotation: in Quaternion [0.000, 0.000, 0.914, 0.405] in RPY [0.000, -0.000, 2.308]
  At time 1416409799.433
• Translation: [0.000, 0.000, 0.000]
• Rotation: in Quaternion [0.000, 0.000, 0.691, 0.723] in RPY [0.000, -0.000, 1.526]

当控制海龟运动，可以看到两个坐标系的相对运动。

rviz 与 tf

rviz 是一个可视化工具，rviz在测试tf坐标系非常有帮助，下面测试一下rviz 中的坐标系，使用 turtle_tf 开启rviz

$ rosrun rviz rviz -d `rospack find turtle_tf`/rviz/turtle_rviz.rviz

T

在侧边栏可以看到tf坐标系信息，当控制海龟运动时，坐标系在rviz中也随着运动。