24. ROS中的坐标管理系统

机器人中的坐标变换:

24. ROS中的坐标管理系统

TF(Transform)功能包:一个管理整个机器人坐标的功能包。一个已经做好了的封装包。

24. ROS中的坐标管理系统

所有坐标系都是通过tree树下图构保存在树中。

激光雷达来获得深度信息(下图),base_link可以认为是一个地盘,那么雷达与地盘相当于两个坐标系。比如雷达检测到距离墙面是0.3, 但是我们的base_link具体是距离墙面多少呢?所以需要一个算法转换。

24. ROS中的坐标管理系统

上面是只有两个节点的树结构。

举例子:

24. ROS中的坐标管理系统

可以尝试用命令:rosrun tf view_frames(需要监听一段时间,可以将该时间段内所有坐标系关系或变化保存下来)

24. ROS中的坐标管理系统

可以看到当前有三个坐标系:

world = 是全局坐标系,表示整个仿真器的坐标原点,也就是零点,左下角的点。左边是x方向,竖直方向为y方向。

24. ROS中的坐标管理系统

另外两个坐标系则是两个海龟,可以将两个海龟想象为两个坐标系,海龟在移动,可以想象为坐标系在移动。比如turtle1移动,相当于coor1在移动,坐标系1的移动相对于world的来说是在动。coor2就是turtle2也会动,会跟着coor1移动最后会重叠,但是过程中coor2与coor1的相对位置也是在不断改变的。coor2相对于world也是在不断变化的。

问题抽象为:coor2像coor1不断变化的过程。

 

第二个工具:rosrun tf tf_echo name1 name2。该功能是可以得到两个坐标系之间的关系,变换关系。获得一个 ¨向量¨。并且可以得到该向量的所有数据。(其实就是两个坐标系之间的所有关系)

24. ROS中的坐标管理系统

 

第三个工具:rviz,rosrun rviz rviz-d ´´ /rviz/turtle_rviz.rviz。将抽象的坐标系可视化。

24. ROS中的坐标管理系统

24. ROS中的坐标管理系统

我们现在想要的是turtle2的坐标系不断的向turtle1坐标系去移动。其实就是两个坐标系之间连接一根向量,coor2沿着这个向量向coor1走就可以和coor1重合了。

这个向量其实就是我们第二个工具tf_echo得到的坐标变换数据。有几种表示,四元数,xyz等等。有了数据后我们通过简单的计算,比如向量长度就等于两个坐标系之间的距离,距离处以时间就可以得到速度,把这个速度发送给海龟,我们就可以做一个速度控制运动了。(这就是底层实现原理)