第七课 ROS的空间描述和变换

在命令行工具中也有一个与transformcaster相类似的工具叫做static_transform_publisher,它能够接受命令行参数来接受位置信息、旋转信息、父框架、子框架以及周期信息,通常在launch文件中来指定。static_transform_publisher主要是变换两个固定坐标系之间的转换,eg:base_link和base_laser是底座与激光雷达之间的变换。

eg:

<node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="broadcaster" args="1 0 0 0 0 0 1 parent child 100">

下面来实现tf的订阅者

新建一个源文件turtle_tf_listener.cpp

在这个订阅者的任务里面主要是调用一个服务再生一个turtle,然后再发布cmd_vel这个主题在turtle2上面用于控制turtle2的轨迹,同时turtle2的轨迹是由transform_listener中得到的transform是由turtle1到turtle2的变换。

#include<ros/ros.h>

#include<tf/transform_listener.h>

#include<geometry_msg/Twist.h>

#include<turtlesim/Spawn.h>

int main(int argc,char **argv)

{

  ros::init(argc,argv,"turtle_tf_listener");//节点名字turtle_tf_listener

  ros::NodeHandle node;

//下面写服务,等待spawn服务,如果服务没有到达就一直等待

  ros::service::waitForService("spawn");

  //创建一个服务的客户端,其类型为turtlesim::Spawn,服务类型为spawn

  ros::ServiceClient add_turtle=node.service<turtlesim::Spawn>("spawn");

  //创建一个turtlesim::Spawn变量

  turtlesim::Spawn srv;

  //调用该服务

  add_turtle.call(srv);

  //下面来写一个publisher,其类型为geometry_msgs::Twist,发布到turtle2/cmd_vel上,消息队列为10

  ros::Pubisher turtle_vel=node.advertise<geometry_msgs::Twist>("turtle2/cmd_vel",10);

  //下面创建一个transform_listener对象

  tf::transformListener listener;

  //指定一个频率

  ros::Rate rate(10.0);

  //判断节点是否被关闭

  while(ros::ok())

{

  //创建一个stampedtransform对象来储存变换的信息

  tf::StampedTransform transform;

  try //在try里面使用lookuptransform

  {

  //其参数使targetframe,sourceframe,time,以及transform它用来储存变换的信息。父框架是turtle2,子框架是turtle1,时间为ros::Time(0)是指把最新的有效信息发布出去,在之前的broadcater中用的是time.now()是把现在的信息发送出去。

  listener.lookupTransform("/turtle2","/turtle1",ros::Time(0),)

  }

  catch(tf::TransformException &ex)

  {

    ROS_ERROR("%s",ex.what());//把异常显示在终端上

  ros::Duration(1.0).sleep();//显示的时间为1s。

  continue;

  }

  //从transform中得到一个Twist的消息,然后发布给turtle2,下面实例化一个geometry_msgs

  geometry_msgs::Twist vel_msg;

  //角速度z的值,先指定一个系数4.0,然后其计算方法为atan2。

 vel_msg.angular.z = 4.0* atan2(transform.getOrigin().y(),  transform.getOrigin().x());    

//线速度只指定x,系数设为0.5.其计算方法是使用平方函数。

vel_msg.linear.x = 0.5 * sqrt(pow(transform.getOrigin().x(), 2) +  pow(transform.getOrigin().y(), 2));

//然后发布这个消息。

turtle_vel.publish(vel_msg);

rate.sleep();

}

  return 1;

}

回顾一下上面程序包含了哪些内容:

首先,初始化节点,然后调用Spawn服务再生一只乌龟,接着再定义一个publisher发布消息在turtle2/cmd_vel上面,发布的消息为geometry_msg:Twist类型的vel_msg,其内容为transform储存的turtle2到turtle1的变换。

下面到CMakeList.txt里面添加内容

add_executable(turtle_tf_listener src/turtle_tf_listener.cpp)

target_link_libraries(turtle_tf_listener ${catkin_LIBRARIES})

下面再来写一个launch文件。

demo.launch

<launch>

<node  pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="sim"/>

<node  pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="teleop" output="screen"/>

<node pkg="learning_tf" type="turtle_tf_broadcaster" args="/turtle1" name="turtle1_tf">

<node pkg="learning_tf" type="turtle_tf_broadcaster" args="/turtle2" name="turtle2_tf">

<node pkg="learning_tf" type="turtle_tf_listener" name="listener">

</launch>

launch文件的逻辑为首先启动turtlesim_node,然后再启动turtle_teleop_key通过按键来控制它的运动,然后再learning_tf中再生一只乌龟,有两只乌龟,在tf_listener中会发布turtle2/cmd_vel这个主题来控制turtle2的运动,在turtle_tf_broadcaster中同时启动两个节点,一个节点订阅的是turtle1的pose,另一个节点订阅的是turtle2的pose,然后在tf树中广播turtle1和turtle2的位置;然后listener订阅在世界坐标系中的turtle1个turtle2的相对位置,储存在transform中,通过transform中存储的位置信息转化为控制信息。

下面去编译,别忘了增加tf的依赖项。!!!!!!!!

运行roslaunch learning_tf demo.launch

运行仿真工具rosrun rviz rviz

运行之后把tf添加进去。记得把Fixed frame选择为world。

时间: 2024-10-24 06:06:23

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