Ros学习笔记（八）——各部分代码实现（三）

Ros学习笔记（八）——各部分代码实现（三）

1.ROS中的坐标管理系统：

在看代码前，首先让我们安装一下turtle-tf功能包。

​          sudo apt-get install ros-noetic-turtle-tf

输入（运行节点）：

​         roslaunch turtle_tf turtle_tf_demo.launch

注意：这里报错yawl的同学，需要输入如下命令把python的版本改变：

​        sudo apt install python-is-python3

输入：      rosrun turtlesim turtle_teleop_key（控制小乌龟）

首先，这里讲讲报错怎么解决吧，孩子就一个报错卡了好久。

如果报错： TypeError: cannot use a string pattern on a bytes-like object

​             sudo apt install vim

​        sudo vim /opt/ros/noetic/lib/tf/view_frames
​    将第89行代码m = r.search更改为m = r.search(vstr.decode(‘utf-8’))

随后：         rosrun tf view_frames

随后就生成了pdf文件：

   上图中，world坐标系表示的是全局坐标系，turtle1、turtle2分别是两个小乌龟坐标系，他们会不断的重叠，他们二者相对于world的相对位置是不断变化的，

此时输入：       rosrun tf tf_echo turtle1 turtle2

就可看到他们的实时位置。

此时可调用RViz（可视化工具）观察小乌龟的
​   rosrun rviz rviz -d rospack find turtle_tf/rviz/turtle_rviz.rviz

计算式如下：
      

2.tf坐标系广播与监听的编程实现

输入（建立功能包）：

​       catkin_create_pkg learning_tf roscpp rospy tf turtlesim

创建如下两个cpp文件：
           turtle_tf_broadcaster.cpp

	/***********************************************************************
Copyright 2020 GuYueHome (www.guyuehome.com).
***********************************************************************/

/**
 * 该例程产生tf数据，并计算、发布turtle2的速度指令
 */

#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);
	transform.setRotation(q);

	// 广播world与海龟坐标系之间的tf数据
	br.sendTransform(tf::StampedTransform(transform, ros::Time::now(), "world", turtle_name));
}

int main(int argc, char** argv)
{
    // 初始化ROS节点
	ros::init(argc, argv, "my_tf_broadcaster");

	// 输入参数作为海龟的名字
	if (argc != 2)
	{
		ROS_ERROR("need turtle name as argument"); 
		return -1;
	}

	turtle_name = argv[1];

	// 订阅海龟的位姿话题
	ros::NodeHandle node;
	ros::Subscriber sub = node.subscribe(turtle_name+"/pose", 10, &poseCallback);

    // 循环等待回调函数
	ros::spin();

	return 0;
};

​    1.定义TF广播器

​    2.创建坐标变换值

​    3.发布坐标变换

turtle_tf_listener.cpp

/***********************************************************************
Copyright 2020 GuYueHome (www.guyuehome.com).
***********************************************************************/

/**
 * 该例程监听tf数据，并计算、发布turtle2的速度指令
 */

#include <ros/ros.h>
#include <tf/transform_listener.h>
#include <geometry_msgs/Twist.h>
#include <turtlesim/Spawn.h>

int main(int argc, char** argv)
{
	// 初始化ROS节点
	ros::init(argc, argv, "my_tf_listener");

    // 创建节点句柄
	ros::NodeHandle node;

	// 请求产生turtle2
	ros::service::waitForService("/spawn");
	ros::ServiceClient add_turtle = node.serviceClient<turtlesim::Spawn>("/spawn");
	turtlesim::Spawn srv;
	add_turtle.call(srv);

	// 创建发布turtle2速度控制指令的发布者
	ros::Publisher turtle_vel = node.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle2/cmd_vel", 10);

	// 创建tf的监听器
	tf::TransformListener listener;

	ros::Rate rate(10.0);
	while (node.ok())
	{
		// 获取turtle1与turtle2坐标系之间的tf数据
		tf::StampedTransform transform;
		try
		{
			listener.waitForTransform("/turtle2", "/turtle1", ros::Time(0), ros::Duration(3.0));
			listener.lookupTransform("/turtle2", "/turtle1", ros::Time(0), transform);
		}
		catch (tf::TransformException &ex) 
		{
			ROS_ERROR("%s",ex.what());
			ros::Duration(1.0).sleep();
			continue;
		}

		// 根据turtle1与turtle2坐标系之间的位置关系，发布turtle2的速度控制指令
		geometry_msgs::Twist vel_msg;
		vel_msg.angular.z = 4.0 * atan2(transform.getOrigin().y(),
				                        transform.getOrigin().x());
		vel_msg.linear.x = 0.5 * sqrt(pow(transform.getOrigin().x(), 2) +
				                      pow(transform.getOrigin().y(), 2));
		turtle_vel.publish(vel_msg);

		rate.sleep();
	}
	return 0;
};

​    1.定义TF监听器

​    2.查找坐标变换

首先，向往常一样添加Cmake中的编译规则：

​    add_executable(turtle_tf_broadcaster src/turtle_tf_broadcaster.cpp)

​    target_link_libraries(turtle_tf_broadcaster ${catkin_LIBRARIES})

​    add_executable(turtle_tf_listener src/turtle_tf_listener.cpp)

​    target_link_libraries(turtle_tf_listener ${catkin_LIBRARIES})

随后编译：        catkin_make

先调出小海龟：        roscore

​          rosrun turtlesim turtlesim_node

再输入：    rosrun learning_tf turtle_tf_broadcaster __name:=turtlel_tf_broadcaster /turtle1

​        rosrun learning_tf turtle_tf_broadcaster _name:=turtle2_tf_broadcaster /turtle2

​        rosrun learning_tf turtle_tf_listener

效果如上（注意：此时用方向键控制。）

3.launch文件启动和使用方法：

launch文件的根元素采用launch标签定义

（1）.node

​    启动节点：

调用如下格式：

<node pkg="package-name" type="executable-name" name="node-name" />

其中，pkg表示节点所在功能包的名称

​    type表示节点的可执行文件的名称

​    name表示节点运行时的名称

例如：

​

<node pkg="turtlesim" name="sim1" type="turtlesim_node" />

​    其中，功能包名为“turtlesim” 节点可执行文件的名称“turtlesim_node” 节点运行时的名称“name”

（2）.param

​    设置ROS系统运行的参数

​

<param name="output_frame"value="odom"/>

其中，name表示参数名

​    value表示参数值

​    加载参数文件中的多个参数：

<rosparam file="params.yaml" command="load" ns=“params" />

其中，params.yaml为参数文件名

​    load表示加载

​    params表示加载的参数

（3）.arg

​    launch文件中的局部变量，仅限于launch文件中使用。

	<arg name="arg-name" default="arg-value"/>

其中，name表示参数名

​    value表示参数值

调用如下：

			<param name="foo" value="$(arg arg-name)"/>
			<node name="node" pkg="package" type="type " args="$(arg arg-name)" />

（4）.remap

​    重映射ROS计算图中资源的命名，实质就是改资源的名字。

​

	<remap from="/turtlebot/cmd_vel" to="/cmd_vel" />

其中，from表示原命名

​    to表示映射后的命名

（5）.include

​    包含其他launch文件。

<include file="s(dirname)/other.launch" />

​    其中file表示其他launch文件。

可参考如下格式编写launch文件：

4.常用可视化工具

一下举出几个例子给大家参考：

rqt_console ：

​     首先我们要开启RosMaster ，输入： roscore

​                 再输入： rqt_+（两个tab键）

就可以看到rqt的所有可视化工具。

调用出小海龟撞墙后，就会出现图示警告。

rqt_plot:

如左下角调用出的图表。
11.27学习笔记

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