TF工具的使用与练习
- 1. 什么是TF
- 2. TF的构成
- 3. TF辅助工具
- 4. 向TF工具广播发送自己位置
- 5. 向TF工具收听获取坐标关系
- 6. 通过turtlesim进行练习
- 参考
1. 什么是TF
TF是Transformations Frames的缩写。在ROS中，是一个工具，提供了坐标转换等方面的功能。
说白了TF工具就是帮助你完成坐标转换的一个工具，有了它就不用去计算各个坐标系之间的转换了，学过机器人学的应该会对此感受颇深。
2. TF的构成
在ROS中，TF工具包包含了三块内容：Broadcaster，Listener，TF转换工具
ROS中提供的是TF转换工具。转换是通过两个部分来完成的。
Broadcaster负责向TF工具广播参照物和自己的位置关系Listener负责向TF工具查看 想要知道的两个物体间的相对坐标
TF工具底层是通过向量来去实现的。
3. TF辅助工具
（1）采用tf_monitor，查看当前TF树中所有坐标系的发布状态。
代码语言：javascript复制rosrun tf tf_monitor（2）采用rqt_tf_tree，查看当前所有坐标之间的变换关系，可通过刷新更新当前树的内容。
代码语言：javascript复制rosrun rqt_tf_tree rqt_tf_tree（3）采用tf_echo，获取reference_frame和target_frame之间的坐标变换关系。
代码语言：javascript复制rosrun tf tf_echo [reference_frame] [target_frame]4. 向TF工具广播发送自己位置
部分代码
代码语言：javascript复制from tf.broadcaster import TransformBroadcaster
from tf.transformations import quaternion_from_euler
broadcaster = TransformBroadcaster()
def pose_callback(msg):
if not isinstance(msg, Pose):
return
# 机器人在参考坐标系的位置msg.x和msg.y，姿态msg.theta
translation = (msg.x, msg.y, 0)
rotation = quaternion_from_euler(0, 0, msg.theta) # 欧拉角 -> 四元素
broadcaster.sendTransform(translation, rotation, rospy.Time().now(), "child", "parent") # 发广播其中 quaternion_from_euler 将欧拉角转换为四元素：欧拉角，旋转矩阵。其中欧拉角：roll：x、pitch：y、yaw：z。
sendTransform 中传入的几组数分别为：
translation：描述位置rotation：通过四元素来描述姿态Time().now()：time，打上时间戳"child"：子坐标系（机器人坐标系）"parent"：父坐标系（机器人的参考坐标系）
5. 向TF工具收听获取坐标关系
部分代码
代码语言：javascript复制# 获取相对位置信息的listener
listener = TransformListener()
rate = rospy.Rate(10)
while not rospy.is_shutdown():
try:
transform = listener.lookupTransform("target_frame", "source_frame", rospy.Time())
except:
rate.sleep()
continue
x, y, z = transform[0] # 获取位置
quat = transform[1] # 获取姿态 (四元素) -> rpy
roll, pitch, yaw = euler_from_quaternion(quat)lookupTransform 中传入的几组数分别为：
"target_frame"：参考坐标系"source_frame"：求解的坐标系rospy.Time()：获得最近的相对位置 返回的数据为：- 位置：[x, y, z]
- 姿态：[roll, pitch, yaw, w]
6. 通过turtlesim进行练习
待补充
参考
古月居的：ROS探索总结（十二）——坐标系统
C 的实现参考：ROS学习——tf坐标系统
