ROS Learning-014 learning_tf(编程) 坐标系变换(tf)广播员 (Python版)
2016-09-06 12:56
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ROS Indigo learning_tf-01 坐标系变换(tf)广播员 (Python版)
我使用的虚拟机软件:VMware Workstation 11
使用的Ubuntu系统:Ubuntu 14.04.4 LTS
ROS 版本:ROS Indigo
1. 什么是 tf :
tf : 坐标系变换。
想要确定一个物体在什么位置,最好的方法是找一个坐标系,我们就可以得到这个物体的坐标,所以就确定了这个物体的空间位置。tf 库就是为这个而生的。
你可能还是没有明白究竟是什么意思,下面我们来写个程序,看看 tf 这个库到底是干什么的:
2. 我们下面编写一个程序:
程序的功能:
(我们先启动一个小海龟节点) 当这个小海龟在小海龟窗口中的 pose(pose:姿态,包括平移和旋转)发生了改变的时候,我们发布这个小海龟在这个小海龟窗口中的pose信息。
这就是我们下面这个程序要做的事情,简单的说就是编写一个:当小海龟坐标改变时,向外界广播 ( broadcast ) 小海龟的坐标(pose )的程序。(将坐标换成 pose 更为准确。)
2.1. 好,我们先创建一个程序包:learning_tf,用来学习 tf 的。
$ cd ~/catkin_ws/src $ catkin_create_pkg learning_tf tf roscpp rospy turtlesim $ cd ~/catkin_ws $ catkin_make
2.2. 在刚刚创建的 learning_tf
程序包中,新建一个 nodes
文件夹,再在这里面新建 turtle_tf_broadcaster.py
文件: (注 : 因为第一次使用 roscd
打开新建的程序包, Tab 键不好使。所以需要你手动全输入)
$ roscd learning_tf $ mkdir nodes $ gedit nodes/turtle_tf_broadcaster.py
2.3. 添加下面的代码:
#!/usr/bin/env python import roslib roslib.load_manifest('learning_tf') import rospy import tf import turtlesim.msg def handle_turtle_pose(msg, turtlename): br = tf.TransformBroadcaster() br.sendTransform((msg.x, msg.y, 0), tf.transformations.quaternion_from_euler(0, 0, msg.theta), rospy.Time.now(), turtlename, "world") if __name__ == '__main__': rospy.init_node('turtle_tf_broadcaster') turtlename = rospy.get_param('~turtle') rospy.Subscriber('/%s/pose' % turtlename, turtlesim.msg.Pose, handle_turtle_pose, turtlename) rospy.spin()
2.4. 代码讲解:
2.5. 最后一步,给这个 turtle_tf_broadcaster.py
文件加上可执行权限:
$ chmod +x nodes/turtle_tf_broadcaster.py
大功告成,我们下面开运行这个程序,看看效果:
3. 运行程序:
我们如何才能看出上面这个程序的运行效果呢, 下面跟我一步一步的做:
我们直接运行上面程序是运行不了的,我们必须要将上面那个程序写在一个 启动脚本程序 中,然后运行这个启动脚本。(为什么不能直接运行:
turtle_tf_broadcaster.py。 因为它需要传入一个参数,使用终端输入的命令的方式,无法传入这个参数,所以,我们只能使用,编写启动脚本程序的方式,来启动这个
turtle_tf_broadcaster.py程序)
3.1. 下面编写一个 launch 启动文件:
在这 learning_tf 软件包中新建一个
launch文件夹,然后在里面创建一个
start_demo.launch文件:
$ roscd learning_tf $ mkdir launch $ gedit launch/start_demo.launch
3.2. 添加下面的代码:
<launch> <!-- Turtlesim Node--> <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="sim"/> <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="teleop" output="screen"/> <node name="turtle1_tf_broadcaster" pkg="learning_tf" type="turtle_tf_broadcaster.py" respawn="false" output="screen" > <param name="turtle" type="string" value="turtle1" /> </node> </launch>
3.3. 讲解代码:
3.4. 运行这个启动文件:
$ roslaunch learning_tf start_demo.launch
现在你可以在当前终端中使用 方向键 来控制屏幕中的小海龟。
3.5. 现在我们来检测一下 turtle_tf_broadcaster.py
程序运行的效果:(新开一个终端)
$ rosrun tf tf_echo /world /turtle1
运行后,该终端在实时刷新小海龟
/turtle1相对于 世界坐标系
/world的姿态(pose) 信息。
tf_echo关键字 : 打印出 源坐标系 和 目标坐标系 之间的特定转换信息。
$ rosrun tf tf_echo [源坐标系(父类)] [目标坐标系(子类)]
在终端中不断刷屏:
总结:
现在,你还没有看到 tf 强大的一面,上面的程序,只是想让你了解 tf 。下一节,我编写一个 程序:使用上面程序广播的小海龟坐标信息,来让另一个小海龟跟随这只小海龟。
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