本博客主要介绍如果广播坐标框架到tf中。
我们将通过本博客以及后续一篇博客来重现tf 介绍教程中的例子。之后,我们再通过后续的教程来实现 tf 更高级的特性。
创建一个learning_tf包
开始之前,我们需要创建一个新的ros包(参考:ROS学习-创建一个Package包),假设包的名字为learning_tf,依赖于tf、roscpp 、rospy、和turtlesim 等包。
# 切换到自己的工作空间的src文件夹下 $ cd %YOUR_CATKIN_WORKSPACE_HOME%/src # 创建一个learning_tf包 $ catkin_create_pkg learning_tf tf roscpp rospy turtlesim
编译,激活当前工作环境:
# 回到上一级目录,即catkin的直接工作目录 $ cd %YOUR_CATKIN_WORKSPACE_HOME%/ # 编译 $ catkin_make # 激活当前工作环境 $ source ./devel/setup.bash
写入源码到turtle_tf_broadcaster.cpp文件
切换到learning_tf包目录下的src文件夹中:
# 切换到learning_tf包 roscd learning_tf # 切换到learning_tf包的src文件夹 cd src # 创建一个touch turtle_tf_broadcaster.cpp文件 touch turtle_tf_broadcaster.cpp
写入下述内容:
#include <ros/ros.h> #include <tf/transform_broadcaster.h> #include <turtlesim/Pose.h> std::string turtle_name; void poseCallback(const turtlesim::PoseConstPtr& msg){ static tf::TransformBroadcaster br; tf::Transform transform; transform.setOrigin( tf::Vector3(msg->x, msg->y, 0.0) ); tf::Quaternion q; q.setRPY(0, 0, msg->theta); transform.setRotation(q); br.sendTransform(tf::StampedTransform(transform, ros::Time::now(), "world", turtle_name)); } int main(int argc, char** argv){ ros::init(argc, argv, "my_tf_broadcaster"); if (argc != 2){ROS_ERROR("need turtle name as argument"); return -1;}; turtle_name = argv[1]; ros::NodeHandle node; ros::Subscriber sub = node.subscribe(turtle_name+"/pose", 10, &poseCallback); ros::spin(); return 0; };
源码解析
现在,我们对上述代码进行简单解释:
首先引用相关头文件:
#include <ros/ros.h> #include <tf/transform_broadcaster.h> #include <turtlesim/Pose.h>
注意上述引用的tf/transform_broadcaster.h能够为我们提供一个TransformBroadcaster的实现,帮助我们更加容易的发布transforms。
接着,我们创建了一个TransformBroadcaster对象,后续我们将使用它来通过网络发送变换。
static tf::TransformBroadcaster br;
接着,我们继续创建了一个Transform对象,从2D的turtle位姿中复制信息到3D变换,包括平移和角度旋转:
tf::Transform transform; transform.setOrigin( tf::Vector3(msg->x, msg->y, 0.0) ); // 设置四元数旋转 tf::Quaternion q; q.setRPY(0, 0, msg->theta); transform.setRotation(q);
接着,通过TransformBroadcaster的对象br进行实际操作,发送变换。
br.sendTransform(tf::StampedTransform(transform, ros::Time::now(), "world", turtle_name));
上面这句话中包含了四个参数,分别为:
transform本身。
给定transform发布时的时间戳,我们就采用了当前时间ros::Time::now()。
然后,我们需要输入父亲框架 (parent frame)的名字,此情况中为:“world”
最后,我们需要输入子框架的名字,此情况下是turtle本身。
注:sendTransform 和 StampedTransform对于parent和child具有相反的顺序。
编译
现在我们创建了源码文件,并进行了简要的说明。
接着对CMakeLists.txt文件进行编辑,在最后添加下述内容:
add_executable(turtle_tf_broadcaster src/turtle_tf_broadcaster.cpp) target_link_libraries(turtle_tf_broadcaster ${catkin_LIBRARIES})
然后回到自己的工作空间目录,进行编译:
catkin_make
如果一切顺利的话,我们可以在devel/lib/learning_tf文件路径下找到已经编译好的turtle_tf_broadcaster二进制文件。
创建一个launch文件
最后,我们在learning_tf文件夹中创建一个start_demo.launch文件,加入下述内容,来启动节点:
<launch> <!-- Turtlesim Node--> <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="sim"/> <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="teleop" output="screen"/> <!-- Axes --> <param name="scale_linear" value="2" type="double"/> <param name="scale_angular" value="2" type="double"/> <node pkg="learning_tf" type="turtle_tf_broadcaster" args="/turtle1" name="turtle1_tf_broadcaster" /> <node pkg="learning_tf" type="turtle_tf_broadcaster" args="/turtle2" name="turtle2_tf_broadcaster" /> </launch>
我们应该能够看到弹出一个小乌龟。
接着我们使用tf_echo工具来检查小乌龟的位姿是否真正在进行广播。
$ rosrun tf tf_echo /world /turtle1
这应该展示出我们的第一个小乌龟的位姿,使用键盘上的方向键控制小乌龟移动
可以看到下述界面: