ROS入门21讲---tf坐标系广播与监听的编程实现

1. 创建功能包
   
2. 创建tf广播器代码
   

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

#include 
#include 
#include 

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，填充坐标系之间的映射关系
	tf::Transform transform;
	transform.setOrigin( tf::Vector3(msg->x, msg->y, 0.0) );//因为是平面，所以Z是0.0
	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，通过sendTransform方法把我们的位置关系发布出去，后台的TF TREE会将这两者的关系插入到树中
	br.sendTransform(tf::StampedTransform(transform, ros::Time::now(), "world", turtle_name));
}//描述的是世界坐标系和turtlename（1/2）之间的关系

int main(int argc, char** argv)
{
     
    // 初始化ROS节点，任意的节点，其节点名在ros环境中只能有一个，下面if程序执行两遍，为了不让节点名冲突，会通过重映射让节点名换一个不同的
	ros::init(argc, argv, "my_tf_broadcaster");

	// 输入参数作为海龟的名字，确定是turtle1还是turtle2
	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;//创建句柄
	ros::Subscriber sub = node.subscribe(turtle_name+"/pose", 10, &poseCallback);//通过句柄创建话题的订阅者

    // 循环等待回调函数
	ros::spin();

	return 0;
};

3. 创建tf监听器代码
   

/**
 * 该例程监听tf数据，并计算、发布turtle2的速度指令，从tf树中获取任意两个坐标系之间的关系
 */

#include 
#include 
#include 
#include 

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，通过发布spawn请求来产生一只新的海龟
	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，话题名为/turtle2/cmd_vel，里面的数据是Twist的消息类型
	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);//这是在while循环里的频率
	while (node.ok())
	{
     
		// 获取turtle1与turtle2坐标系之间的tf数据
		tf::StampedTransform transform;//这里创建一个transform，用来保存平移和旋转的关系
		try
		{
     
			listener.waitForTransform("/turtle2", "/turtle1", ros::Time(0), ros::Duration(3.0));
			listener.lookupTransform("/turtle2", "/turtle1", ros::Time(0), transform);//以上2句是描述怎么通过tf listener来监听两个坐标系之间的关系，一个是等待变换，一个是查询变换，首先等待系统中是否有turtle1/2的坐标系，如果有才会跳到下一句来查询两个坐标系之间的关系。在等待的时候，如果超过3秒会提示错误，因为查询要查询最新的实时数据，所以ros::Time(0)，结果保存在transform里
		}
		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());//角速度
		vel_msg.linear.x = 0.5 * sqrt(pow(transform.getOrigin().x(), 2) +
				                      pow(transform.getOrigin().y(), 2));//线速度
		turtle_vel.publish(vel_msg);

		rate.sleep();
	}
	return 0;
};

4. 配置编译规则
   
5. 编译并运行
   

rosrun learning_tf turtle_tf_broadcaster__name:=turtle1_tf_broadcaster /turtle1
//__name:=turtle1_tf_broadcaster这个就是重映射机制
//turtle1_tf_broadcaster这个会取代程序里的my_tf_broadcaster，从而避免名字一样的冲突
//这两句命令（包括下面一句）需要在两个不同的终端运行

6. python