ROS学习-写一个tf broadcaster(C++)

简介: ROS学习-写一个tf broadcaster(C++)

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:

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