ROS系统实现 tf坐标系广播与监听
安装Ros中 tf 相关功能包
sudo apt-get install ros-melodic-turtle-tf
启动launch文件，这个launch文件相当于一个脚本，可以一次性启动很多节点
roslaunch turtle_tf turtle_tf_demo.launch
启动海龟控制节点
rosrun turtlesim turtle_teleop_key
能够监听当前时刻所有通过ROS广播的tf坐标系，并绘制出树状图表示坐标系之间的连接关系保存到离线文件中，监听5秒后，保存5秒内坐标系之间的关系，会生成一个pdf文件。
rosrun tf view_frames
使用tf_echo工具可以查看两个广播参考系之间的关系。
rosrun tf tf_echo [reference_frame] [target_frame]
例如：
rosrun tf tf_echo turtle1 turtle2
通过rvize可视化工具更加形象的看到这三者之间的关系。
rosrun rviz rviz -d 'rospack find turtle_tf' /rviz/turtle.rviz
cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg learning_tf roscpp rospy tf turtlesim
如何实现一个tf广播器
- 定义TF广播器
- 创建坐标变换值
- 发布坐标变换
如何实现一个TF监听器
- 定义TF监听器
- 查找坐标变换
在创建的 learning_tf 目录中的src文件夹下创建一个 cpp文件
cd ~/catkin_ws/src/learning_tf/src
touch turtle_tf_broadcaster.cpp
在 turtle_tf_broadcaster.cpp 文件中写入以下代码。
以下代码的功能：产生tf数据，并计算、发布turtle2的速度指令
#include 在创建的 learning_tf 目录中的src文件夹下创建一个 cpp文件
cd ~/catkin_ws/src/learning_tf/src
touch turtle_tf_listener.cpp
在 turtle_tf_listener.cpp 文件中写入以下代码。
以下代码的功能：监听tf数据，并计算、发布turtle2的速度指令
#include 在CMakeLists.txt中添加以下代码：
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})
编译项目
cd ~/catkin_ws
catkin_make
设置环境变量，让系统能够找到该工作空间
source devel/setup.bash
启动ROS Master
roscore
启动小海龟仿真器
rosrun turtlesim turtlesim_node
发布/turtle1海龟坐标系关系
rosrun learning_tf turtle_tf_broadcaster __name:=turtle1_tf_broadcaster /turtle1
注：turtle_tf_broadcaster __name:=turtle1_tf_broadcaster 重新命名
发布/turtle2海龟坐标系关系
rosrun learning_tf turtle_tf_broadcaster __name:=turtle2_tf_broadcaster /turtle2
启动自定义的节点
rosrun learning_tf turtle_tf_listener
启动海龟控制节点
rosrun turtlesim turtle_teleop_key
用Python实现的步骤：
cd ~/catkin_ws/src/learning_tf
创建 scripts 文件夹
mkdir scripts
cd scripts
创建 turtle_tf_broadcaster.py Python文件
touch turtle_tf_broadcaster.py
用Python实现的代码：
以下代码的功能：请求/show_person服务，服务数据类型learning_service::Person
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
import roslib
roslib.load_manifest('learning_tf')
import rospy
import tf
import turtlesim.msg
def handle_turtle_pose(msg, turtlename):
br = tf.TransformBroadcaster()
br.sendTransform((msg.x, msg.y, 0),
tf.transformations.quaternion_from_euler(0, 0, msg.theta),
rospy.Time.now(),
turtlename,
"world")
if __name__ == '__main__':
rospy.init_node('turtle_tf_broadcaster')
turtlename = rospy.get_param('~turtle')
rospy.Subscriber('/%s/pose' % turtlename,
turtlesim.msg.Pose,
handle_turtle_pose,
turtlename)
rospy.spin()
创建 turtle_tf_listener.py Python文件
touch turtle_tf_listener.py
用Python实现的代码：
以下代码的功能：请求/show_person服务，服务数据类型learning_service::Person
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
import roslib
roslib.load_manifest('learning_tf')
import rospy
import math
import tf
import geometry_msgs.msg
import turtlesim.srv
if __name__ == '__main__':
rospy.init_node('turtle_tf_listener')
listener = tf.TransformListener()
rospy.wait_for_service('spawn')
spawner = rospy.ServiceProxy('spawn', turtlesim.srv.Spawn)
spawner(4, 2, 0, 'turtle2')
turtle_vel = rospy.Publisher('turtle2/cmd_vel', geometry_msgs.msg.Twist,queue_size=1)
rate = rospy.Rate(10.0)
while not rospy.is_shutdown():
try:
(trans,rot) = listener.lookupTransform('/turtle2', '/turtle1', rospy.Time(0))
except (tf.LookupException, tf.ConnectivityException, tf.ExtrapolationException):
continue
angular = 4 * math.atan2(trans[1], trans[0])
linear = 0.5 * math.sqrt(trans[0] ** 2 + trans[1] ** 2)
cmd = geometry_msgs.msg.Twist()
cmd.linear.x = linear
cmd.angular.z = angular
turtle_vel.publish(cmd)
rate.sleep()
注意：需要将Python设置为可执行文件。
启动ROS Master
roscore
启动小海龟仿真器
rosrun turtlesim turtlesim_node
发布/turtle1海龟坐标系关系
rosrun learning_tf turtle_tf_broadcaster.py __name:=turtle1_tf_badcaster _turtle:=turtle1
发布/turtle2海龟坐标系关系
rosrun learning_tf turtle_tf_broadcaster.py __name:=turtle2_tf_badcaster _turtle:=turtle2
启动自定义的监听节点
rosrun learning_tf turtle_tf_listener.py
启动海龟控制节点
rosrun turtlesim turtle_teleop_key
