ROS入门之tf坐标系广播与监听

创建功能包：
catkin_creat_pkg learning_tf roscpp rospy tf turtlesim
创建tf广播器
定义tf广播器
创建坐标变换值;
发布坐标变换

/**
 * 该例程产生tf数据，并计算、发布turtle2的速度指令
 */

#include <ros/ros.h>
#include <tf/transform_broadcaster.h>
#include <turtlesim/Pose.h>

std::string turtle_name;

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

	// 初始化tf数据
	//定义存放转换信息（平动，转动）的变量

	//设置坐标原点
	//（1）setOrigin()函数的参数类型需要为tf::Vector3类型
    //（2）假设是要发布一个子坐标系为”turtle1”父坐标系为“world”，
    //    那么其中(msg->x,msg->y,0.0)是指“turtle1”的坐标原点
    //    在“world”坐标系下的坐标。 
    tf::Transform transform;
	transform.setOrigin( tf::Vector3(msg->x, msg->y, 0.0) );

	//setRPY()函数的参数为”turtle1”在“world”坐标系下的
	//roll(绕X轴)，pitch(绕Y轴)，yaw(绕Z轴) 
	tf::Quaternion q;
	q.setRPY(0, 0, msg->theta);
	transform.setRotation(q);

	// 广播world与海龟坐标系之间的tf数据
	br.sendTransform(tf::StampedTransform(transform, ros::Time::now(), "world", turtle_name));
}

int main(int argc, char** argv)
{
     
    // 初始化ROS节点
	ros::init(argc, argv, "my_tf_broadcaster");

	// 输入参数作为海龟的名字
	if (argc != 2)
	{
     
		ROS_ERROR("need turtle name as argument"); 
		return -1;
	}

	turtle_name = argv[1];

	// 订阅海龟的位姿话题
	ros::NodeHandle node;
	ros::Subscriber sub = node.subscribe(turtle_name+"/pose", 10, &poseCallback);

    // 循环等待回调函数
	ros::spin();

	return 0;
};

创建tf监听器

/**
 * 该例程监听tf数据，并计算、发布turtle2的速度指令
 */

#include <ros/ros.h>
#include <tf/transform_listener.h>
#include <geometry_msgs/Twist.h>
#include <turtlesim/Spawn.h>

int main(int argc, char** argv)
{
     
	// 初始化ROS节点
	ros::init(argc, argv, "my_tf_listener");

    // 创建节点句柄
	ros::NodeHandle node;

	// 请求产生turtle2
	ros::service::waitForService("/spawn");
	ros::ServiceClient add_turtle = node.serviceClient<turtlesim::Spawn>("/spawn");
	turtlesim::Spawn srv;
	add_turtle.call(srv);

	// 创建发布turtle2速度控制指令的发布者
	ros::Publisher turtle_vel = node.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle2/cmd_vel", 10);

	// 创建tf的监听器
	tf::TransformListener listener;

	ros::Rate rate(10.0);
	while (node.ok())
	{
     
		// 获取turtle1与turtle2坐标系之间的tf数据
		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;
		}

		// 根据turtle1与turtle2坐标系之间的位置关系，发布turtle2的速度控制指令
		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;
};

其中lookupTransform:
a.得到从“/turtle1”到“/turtle2”(from “turtle1” to “/turtle2”)的变换，在实际中使用时，转换得出的坐标是在“/turtle2”坐标系下的。
b.不可以把ros::Time(0)改成ros::time::now()，因为监听做不到实时，会有几毫秒的延迟。ros::Time(0)指最近时刻存储的数据，ros::time::now()则指当下，如果非要使用ros::time::now,则需要结合waitForTransform()使用。
c.使用waitForTransform进行等待，在duration时间内直到需要获取的transform是可用的。

修改CMakeLists.txt

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})

编译运行
catkin_make
roscore
rosrun turtlesim turtlesin_node
rosrun learning_tf turtle_tf_broadcaster __name:=turtle1_tf_broadcaster /turtle1
rosrun learning_tf turtle_tf_broadcaster __name:=turtle2_tf_broadcaster /turtle2
rosrun learning_tf turtle_tf_listener
rosrun turtlesim turtle_teleop_key