ROS与Python入门教程-TF-增加参考系

ROS与Python入门教程-TF-增加参考系

说明

• 介绍增加额外的固定参考系到TF

为什么添加参考系

• 很多的任务作为本地参考系来思考会更加容易。
• 比如：激光的参考系是位于激光扫描仪的中心。
• TF允许你在你系统里让每种传感器或link作为本地参考系，TF会处理这些参考系间的关系

添加参考系到那里

• TF建立一个参考系的树结构。
• 它不允许在框架结构中的一个闭环。
• 这意味着一个框架只有一个单一的父，但它可以有多个子。
• 目前我们的TF树包含三帧：世界，turtle1和turtle2。
• 这两个乌龟是世界的子。
• 如果我们要添加一个新的帧到一个新的框架，其中一个现有的三个帧需要是父帧，新的帧将成为一个子帧。
• 图示：

怎样添加参考系

• 在我们的海龟的例子中，我们将添加一个新的框架到第一个海龟。
• 这个框架将是第二个海龟的“胡萝卜”。
• 创建文件，nodes/fixed_tf_broadcaster.py

$ roscd learning_tf
$ touch nodes/fixed_tf_broadcaster.py
$ chmod +x nodes/fixed_tf_broadcaster.py
$ rosed nodes/fixed_tf_broadcaster.py

• 手工输入代码：

#!/usr/bin/env python  
import roslib
roslib.load_manifest('learning_tf')

import rospy
import tf

if __name__ == '__main__':
    rospy.init_node('my_tf_broadcaster')
    br = tf.TransformBroadcaster()
    rate = rospy.Rate(10.0)
    while not rospy.is_shutdown():
        br.sendTransform((0.0, 2.0, 0.0),
                         (0.0, 0.0, 0.0, 1.0),
                         rospy.Time.now(),
                         "carrot1",
                         "turtle1")
        rate.sleep()

代码分析：

• 代码：

br.sendTransform((0.0, 2.0, 0.0),
                         (0.0, 0.0, 0.0, 1.0),
                         rospy.Time.now(),
                         "carrot1",
                         "turtle1")

• 分析：
  • 这里我们创建一个新的变换，从父”turtle1“新子”carrot1”。carrot1从turtle1偏移2米。

运行

• 修改start_demo.launch

• 添加

<launch>
    ...
    <node pkg="learning_tf" type="fixed_tf_broadcaster.py"
          name="broadcaster_fixed" />
</launch>

• 启动

$ roslaunch learning_tf start_demo.launch

检查结果

• 因此，如果你驾驶的第一个海龟，你注意到，行为并没有改变，从以前的教程，即使我们增加了一个新的参考系。这是因为添加一个额外的帧不影响其他的参考系，我们的侦听器仍然使用先前定义的参考系。所以，让我们改变监听器的行为。

• 修改nodes/turtle_tf_listener.py，替换成如下：

(trans,rot) = listener.lookupTransform("/turtle2", "/carrot1", rospy.Time(0))

• 刚刚重新启动的海龟演示，你会看到第二只乌龟跟随carrot ，而不是第一只乌龟胡萝卜！记住，胡萝卜是在turtle1左边2米。没有显示胡萝卜，但你应该看到第二只乌龟移动到这一点。

• 启动

  $ roslaunch learning_tf start_demo.launch

广播移动的参考系

• 我们在本教程中发布的额外的参考系是一个固定的参考系，不随时间的变化而改变父。然而，如果你想发布一个移动的参考系，你可以随时间改变变换。让我们让carrot1参考系随着turtle1变化。

• 新建my_tf_broadcaster.py

$ roscd learning_tf
$ touch nodes/my_tf_broadcaster.py
$ chmod +x nodes/my_tf_broadcaster.py
$ rosed nodes/my_tf_broadcaster.py

• 手工输入代码：

#!/usr/bin/env python  
import roslib
roslib.load_manifest('learning_tf')

import rospy
import tf
import math

if __name__ == '__main__':
    rospy.init_node('my_tf_broadcaster')
    br = tf.TransformBroadcaster()
    rate = rospy.Rate(10.0)
    while not rospy.is_shutdown():
        t = rospy.Time.now().to_sec() * math.pi
        br.sendTransform((2.0 * math.sin(t), 2.0 * math.cos(t), 0.0),
                         (0.0, 0.0, 0.0, 1.0),
                         rospy.Time.now(),
                         "carrot1",
                         "turtle1")
        rate.sleep()