ROS入门--tf坐标系统

最新推荐文章于 2025-05-14 08:55:07 发布

asforking

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文章标签： ubuntu

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/asforking/article/details/121288222

本文详细介绍了ROS中TF（Transform Framework）的功能和坐标变换原理，通过实例展示了如何使用TF进行坐标变换。首先，阐述了TF在机器人坐标管理中的作用，接着解释了TF坐标变换的广播和监听机制。然后，通过海龟模拟器演示了TF的使用，并提供了创建TF广播器和监听器的代码实现。最后，指导读者配置编译规则并运行代码，实现了两个海龟坐标系之间的实时位置跟踪和动态速度控制。

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古月老师ROS入门21讲的学习笔记

文章目录

机器人中的坐标变换

TF功能包能干什么

1.管理所有坐标系，所有坐标系底层数学逻辑都封装好了。
2.有时间属性，默认记录10s内所有坐标变换关系。

TF坐标变换如何实现

1.广播TF变换
2.监听TF变换
广播–监听机制，在ROS Master中启动tf之后，在后面维护着tf树，通过查询树来查询到坐标变换。

tf坐标变换–海龟例子

$ sudo apt-get install ros-melodic-turtle-tf
$ roslaunch turtle_tf turtle_tf_demo.launch
$ rosrun turtlesim turtle_teleop_key
$ rosrun tf view_frames

1.roslaunch是用来启动一个.launch文件，包含许多节点，是一个脚本文件。后面可以通过编程来实现。
2.view_frames工具可以可视化看到所有tf关系。在打开终端的目录下输出一个frames.pdf文件。可以看到当前tf系统关系：world表示全局坐标系，表示整个仿真器的0点；turtle1和turtle2分别抽象为1个坐标系。
在这里插入图片描述
3.利用tf_echo命令行工具可以查看坐标系之间位置关系。分别有Translation和Rotation变换记录。

$ rosrun tf_echo turtle1 turtle2

4.利用rviz可视化工具查看。

$ rosrun rviz rviz -d `rospack find turtle_tf` /rviz/turtle_rivz.rivz

tf广播&监听编程实现

创建功能包

$ cd ~/catkin_ws/src
$ catkin_create_pkg learning_tf roscpp rospy tf turtlesim

tf广播器代码

在功能包的/src下创建turtle_tf_broadcaster.cpp实现一个tf广播器：
1.定义TF广播器TransformBroadcaster
2.创建坐标变换值
3.发布坐标变换sendTransform

#include <ros/ros.h>
#include <tf/transform_broadcaster.h>
#include <turtlesim/Pose.h>
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
	tf::Transform transform;
	transform.setOrigin( tf::Vector3(msg->x, msg->y, 0.0) );
	tf::Quaternion q;
	q.setRPY(0, 0, msg->theta)

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