编写一个tf广播

tf broadcaster

   1 #include <ros/ros.h>
   2 #include <tf/transform_broadcaster.h>		//专用头文件
   3 #include <turtlesim/Pose.h>
   4 
   5 std::string turtle_name;
   6 
   7 
   8 
   9 void poseCallback(const turtlesim::PoseConstPtr& msg){
  10   static tf::TransformBroadcaster br;		//穿件transform broadcaster对象
  11   tf::Transform transform;
  12   transform.setOrigin( tf::Vector3(msg->x, msg->y, 0.0) );
  13   tf::Quaternion q;
  14   q.setRPY(0, 0, msg->theta);		//创建一个transform对象,将消息从2d 乌龟位姿赋值到3d转换中
  15   transform.setRotation(q);		//设置旋转
  16   br.sendTransform(tf::StampedTransform(transform, ros::Time::now(), "world", turtle_name));
  17 }
  18 

//这是真正的工作完成的地方。TransformBroadcaster发送一个变换需要四个参数。

  1. 首先,我们通过转换本身。
  2. 现在我们需要给发布的变换一个时间戳,我们会用当前时间ros :: Time :: now()来标记它

  3. 然后,我们需要传递我们创建的链接的父框架的名称,在这种情况下,“world”

  4. 最后,我们需要传递我们正在创建的链接的子框架的名称,在这种情况下,这是乌龟本身的名称。

注意:sendTransform和StampedTransform具有父母和子女相反的顺序。

19 int main(int argc, char** argv){
  20   ros::init(argc, argv, "my_tf_broadcaster");
  21   if (argc != 2){ROS_ERROR("need turtle name as argument"); return -1;};
  22   turtle_name = argv[1];
  23 
  24   ros::NodeHandle node;
  25   ros::Subscriber sub = node.subscribe(turtle_name+"/pose", 10, &poseCallback);
  26 
  27   ros::spin();
  28   return 0;
  29 };

CMakeList.txt

add_executable(turtle_tf_broadcaster src/turtle_tf_broadcaster.cpp)
target_link_libraries(turtle_tf_broadcaster ${catkin_LIBRARIES})

launch文件 start_demo.launch

  <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>



<think>嗯,用户的问题是关于如何用C++编写动态TF广播和监听程序。我需要先理解什么是动态TFTFROS中的坐标变换系统,动态TF应该是指随时间变化的坐标变换,比如移动的机器人部件。广播和监听是TF的两个基本操作,广播者发布坐标变换,监听者接收并处理这些变换。 首先,用户可能需要示例代码,所以我要准备好广播端和监听端的代码结构。广播端需要定期发布变换,比如一个移动的坐标系。监听端则需要查询特定的变换。我需要确保代码符合ROS 2的语法,比如使用tf2_ros库。 接下来,参考用户提供的引用资料。引用[3]提到了使用tf2_ros::TransformListener,引用[4]提到了修改CMakeLists.txt文件,引用[5]讨论了监听器如何发布位置信息。这些都需要整合到回答中。 广播程序的结构应该包括创建TransformBroadcaster,并定期发布变换。例如,每秒改变x坐标的值,模拟动态变换。需要用到geometry_msgs::TransformStamped消息类型,设置父坐标系和子坐标系,以及变换的平移和旋转。 监听程序则需要创建TransformListener,并尝试获取最新的变换。使用try-catch块来处理可能的异常,比如变换不存在或超时。需要解释tf2_ros::Buffer的lookupTransform方法参数:目标坐标系、源坐标系、时间和超时时间。 然后,编译步骤是关键。用户需要知道如何修改CMakeLists.txt,添加可执行文件和链接库。引用[4]中的示例代码可以借鉴,但需要根据ROS 2的语法调整,比如使用ament_target_dependencies而不是catkin_LIBRARIES。 运行部分要说明如何同时启动广播和监听节点,可能需要使用launch文件或者分别运行。引用[5]提到了rosrun命令,但在ROS 2中可能是ros2 run。需要指出动态TF的应用场景,比如机器人运动或传感器数据融合。 还需要注意用户提到的动态性,即变换随时间变化,所以广播端必须持续更新。监听端则需要定期查询,或者在回调函数中处理。可能要考虑时间戳的问题,使用ros::Time::now()来确保正确性。 最后,生成相关问题,比如如何处理多个坐标系,优化性能的方法,以及异常处理。这些能帮助用户进一步学习。</think>根据ROS 2的TF2实现要求,以下是C++编写动态TF广播和监听的完整实现步骤: ### 一、动态TF广播程序 ```cpp #include <rclcpp/rclcpp.hpp> #include <tf2_ros/transform_broadcaster.h> #include <geometry_msgs/msg/transform_stamped.hpp> class DynamicTFBroadcaster : public rclcpp::Node { public: DynamicTFBroadcaster() : Node("dynamic_tf_broadcaster") { timer_ = create_wall_timer( std::chrono::milliseconds(100), [this]() { geometry_msgs::msg::TransformStamped transform; transform.header.stamp = this->now(); transform.header.frame_id = "world"; transform.child_frame_id = "mobile_frame"; // 动态改变坐标参数 transform.transform.translation.x = 0.5 * sin(this->now().seconds()); transform.transform.translation.y = 0.3 * cos(this->now().seconds()); transform.transform.translation.z = 0.0; tf_broadcaster_->sendTransform(transform); }); } private: rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_; std::unique_ptr<tf2_ros::TransformBroadcaster> tf_broadcaster_{ std::make_unique<tf2_ros::TransformBroadcaster>(this)}; }; int main(int argc, char * argv[]) { rclcpp::init(argc, argv); rclcpp::spin(std::make_shared<DynamicTFBroadcaster>()); rclcpp::shutdown(); return 0; } ``` ### 二、动态TF监听程序 ```cpp #include <rclcpp/rclcpp.hpp> #include <tf2_ros/transform_listener.h> #include <tf2_ros/buffer.h> class DynamicTFListener : public rclcpp::Node { public: DynamicTFListener() : Node("dynamic_tf_listener"), tf_buffer_(std::make_shared<tf2_ros::Buffer>(this->get_clock())), tf_listener_(std::make_shared<tf2_ros::TransformListener>(*tf_buffer_)) { timer_ = create_wall_timer( std::chrono::milliseconds(500), [this]() { try { auto transform = tf_buffer_->lookupTransform( "world", "mobile_frame", tf2::TimePointZero); RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Received transform: (%.2f, %.2f, %.2f)", transform.transform.translation.x, transform.transform.translation.y, transform.transform.translation.z); } catch (const tf2::TransformException & ex) { RCLCPP_WARN(this->get_logger(), "%s", ex.what()); } }); } private: std::shared_ptr<tf2_ros::Buffer> tf_buffer_; std::shared_ptr<tf2_ros::TransformListener> tf_listener_; rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_; }; int main(int argc, char * argv[]) { rclcpp::init(argc, argv); rclcpp::spin(std::make_shared<DynamicTFListener>()); rclcpp::shutdown(); return 0; } ``` ### 三、编译配置(CMakeLists.txt) ```cmake find_package(ament_cmake REQUIRED) find_package(rclcpp REQUIRED) find_package(tf2_ros REQUIRED) add_executable(dynamic_tf_broadcaster src/dynamic_tf_broadcaster.cpp) target_link_libraries(dynamic_tf_broadcaster rclcpp tf2_ros::tf2_ros) add_executable(dynamic_tf_listener src/dynamic_tf_listener.cpp) target_link_libraries(dynamic_tf_listener rclcpp tf2_ros::tf2_ros) install(TARGETS dynamic_tf_broadcaster dynamic_tf_listener DESTINATION lib/${PROJECT_NAME}) ``` ### 四、关键特性说明 1. **动态广播**:通过定时器每100ms更新一次坐标变换,使用`sin/cos`函数生成动态坐标值[^3] 2. **坐标树结构**:建立从`world`到`mobile_frame`的坐标变换链[^5] 3. **异常处理**:监听程序使用try-catch捕获`TransformException`异常[^3] 4. **时间同步**:使用`this->now()`获取当前ROS时间戳保证时间一致性[^1] ### 五、运行验证 ```bash # 启动广播节点 ros2 run your_package dynamic_tf_broadcaster # 启动监听节点 ros2 run your_package dynamic_tf_listener # 查看坐标树 ros2 run tf2_tools view_frames.py ```
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