Navigation导航包的学习实践-（三）里程计

通过ROS发布里程计信息

• 参考ROS_WIKI

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导航包使用tf来确定机器人在地图中的位置和建立传感器数据与静态地图的联系。然而tf不能提供任何关于机器人速度的信息 ，所以导航包要求任何的里程计源能通过ROS发布tf变换和包含速度信息的nav_msgs/Odometry类型的消息。

首先需要了解消息类型nav_msgs/Odometry，该消息保存了机器人空间里评估的位置和速度信息，因此在编程时需要计算机器人当前的位置，并将机器人当期的位置以及速度信息同时更新到里程计消息中。

下面写代码实现发布里程计消息的功能，此处是人为设定速度，并且根据速度计算出位置。

#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char** argv){
  ros::init(argc, argv, "odometry_publisher");

  ros::NodeHandle n;
  ros::Publisher odom_pub = n.advertise("odom", 50);
  tf::TransformBroadcaster odom_broadcaster;

  double x = 0.0;
  double y = 0.0;
  double th = 0.0;

  double vx = 0.1;
  double vy = -0.1;
  double vth = 0.1;

  ros::Time current_time, last_time;
  current_time = ros::Time::now();
  last_time = ros::Time::now();

  ros::Rate r(1.0);
  while(n.ok()){

    ros::spinOnce();               // check for incoming messages
    current_time = ros::Time::now();

    //compute odometry in a typical way given the velocities of the robot
    double dt = (current_time - last_time).toSec();
    double delta_x = (vx * cos(th) - vy * sin(th)) * dt;
    double delta_y = (vx * sin(th) + vy * cos(th)) * dt;
    double delta_th = vth * dt;

    x += delta_x;
    y += delta_y;
    th += delta_th;

    //since all odometry is 6DOF we'll need a quaternion created from yaw
    geometry_msgs::Quaternion odom_quat = tf::createQuaternionMsgFromYaw(th);

    //first, we'll publish the transform over tf
    geometry_msgs::TransformStamped odom_trans;
    odom_trans.header.stamp = current_time;
    odom_trans.header.frame_id = "odom";
    odom_trans.child_frame_id = "base_link";

    odom_trans.transform.translation.x = x;
    odom_trans.transform.translation.y = y;
    odom_trans.transform.translation.z = 0.0;
    odom_trans.transform.rotation = odom_quat;

    //send the transform
    odom_broadcaster.sendTransform(odom_trans);

    //next, we'll publish the odometry message over ROS
    nav_msgs::Odometry odom;
    odom.header.stamp = current_time;
    odom.header.frame_id = "odom";

    //set the position
    odom.pose.pose.position.x = x;
    odom.pose.pose.position.y = y;
    odom.pose.pose.position.z = 0.0;
    odom.pose.pose.orientation = odom_quat;

    //set the velocity
    odom.child_frame_id = "base_link";
    odom.twist.twist.linear.x = vx;
    odom.twist.twist.linear.y = vy;
    odom.twist.twist.angular.z = vth;

    //publish the message
    odom_pub.publish(odom);

    last_time = current_time;
    r.sleep();
  }
}

这段代码实际上做了两件事：

• 发布当前机器人的坐标（tf坐标，便于订阅该tf坐标系的节点来处理坐标变换--例如在第一篇教程中实现的base_laser → base_link）
• 发布当前机器人的速度（里程计，速度信息中包含了x,y轴方向上线速度以及角速度）

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关于程序中，速度的注明：

• 速度信息是相对于机器人来说的（base_link坐标系，不能与odom坐标系混淆），x轴方向是指向机器人前方的速度方向，y轴方向是垂直于机器人指向机器人左方的方向（右手定则）。
• 在程序中，设置的速度可以保证机器人做一个圆周运动，因为角速度不变，并且小车的线速度也不变。