ROS Learning-014 learning_tf（程式設計） 坐标系變換(tf)廣播員 (Python版)

ROS Indigo learning_tf-01 坐标系變換(tf)廣播員 (Python版)

我使用的虛拟機軟體：VMware Workstation 11

使用的Ubuntu系統：Ubuntu 14.04.4 LTS

ROS 版本：ROS Indigo

1. 什麼是 tf ：

tf : 坐标系變換。

想要确定一個物體在什麼位置，最好的方法是找一個坐标系，我們就可以得到這個物體的坐标，是以就确定了這個物體的空間位置。tf 庫就是為這個而生的。

你可能還是沒有明白究竟是什麼意思，下面我們來寫個程式，看看 tf 這個庫到底是幹什麼的：

2. 我們下面編寫一個程式：

程式的功能：

（我們先啟動一個小海龜節點） 當這個小海龜在小海龜視窗中的 pose（pose：姿态，包括平移和旋轉）發生了改變的時候，我們釋出這個小海龜在這個小海龜視窗中的pose資訊。

這就是我們下面這個程式要做的事情，簡單的說就是編寫一個：當小海龜坐标改變時，向外界廣播 ( broadcast ) 小海龜的坐标(pose )的程式。（将坐标換成 pose 更為準确。）

2.1. 好，我們先建立一個程式包：learning_tf，用來學習 tf 的。

$ cd ~/catkin_ws/src
$ catkin_create_pkg learning_tf tf roscpp rospy turtlesim
$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make
           

2.2. 在剛剛建立的

learning_tf

程式包中，建立一個

nodes

檔案夾，再在這裡面建立

turtle_tf_broadcaster.py

檔案： （注 ： 因為第一次使用

roscd

打開建立的程式包， Tab 鍵不好使。是以需要你手動全輸入）

$ roscd learning_tf
$ mkdir nodes
$ gedit nodes/turtle_tf_broadcaster.py
           

2.3. 添加下面的代碼：

#!/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, ),
                    tf.transformations.quaternion_from_euler(, , 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. 代碼講解：

2.5. 最後一步，給這個

turtle_tf_broadcaster.py

檔案加上可執行權限：

$ chmod +x nodes/turtle_tf_broadcaster.py
           

大功告成，我們下面開運作這個程式，看看效果：

3. 運作程式：

我們如何才能看出上面這個程式的運作效果呢， 下面跟我一步一步的做：

我們直接運作上面程式是運作不了的，我們必須要将上面那個程式寫在一個 啟動腳本程式 中，然後運作這個啟動腳本。（為什麼不能直接運作：

turtle_tf_broadcaster.py

。 因為它需要傳入一個參數，使用終端輸入的指令的方式，無法傳入這個參數，是以，我們隻能使用，編寫啟動腳本程式的方式，來啟動這個

turtle_tf_broadcaster.py

程式）

3.1. 下面編寫一個 launch 啟動檔案：

在這 learning_tf 軟體包中建立一個

launch

檔案夾，然後在裡面建立一個

start_demo.launch

檔案：

$ roscd learning_tf
$ mkdir launch
$ gedit launch/start_demo.launch
           

3.2. 添加下面的代碼：

<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. 講解代碼：

3.4. 運作這個啟動檔案：

$ roslaunch learning_tf start_demo.launch
           

現在你可以在目前終端中使用 方向鍵 來控制螢幕中的小海龜。

3.5. 現在我們來檢測一下

turtle_tf_broadcaster.py

程式運作的效果：(新開一個終端)

$ rosrun tf tf_echo /world /turtle1
           

運作後，該終端在實時重新整理小海龜

/turtle1

相對于 世界坐标系

/world

的姿态（pose） 資訊。

tf_echo

關鍵字 ： 列印出 源坐标系 和 目标坐标系 之間的特定轉換資訊。

在終端中不斷刷屏：

總結：

現在，你還沒有看到 tf 強大的一面，上面的程式，隻是想讓你了解 tf 。下一節，我編寫一個 程式：使用上面程式廣播的小海龜坐标資訊，來讓另一個小海龜跟随這隻小海龜。