网站可以用ai做吗,网站的经营方式,建设网站分析报告,做网站要多少钱新乡【 声明#xff1a;版权所有#xff0c;欢迎转载#xff0c;请勿用于商业用途。 联系信箱#xff1a;feixiaoxing 163.com】 在ros的机器人学习过程中#xff0c;有一件事情是肯定少不了的。那就是坐标系的转换。其实这也很容易理解。假设有一个机器人#xff0c;它有一个…【 声明版权所有欢迎转载请勿用于商业用途。 联系信箱feixiaoxing 163.com】 在ros的机器人学习过程中有一件事情是肯定少不了的。那就是坐标系的转换。其实这也很容易理解。假设有一个机器人它有一个3d camera、有一个机械手臂。这个时候有一个需求需要通过3d camera告知物体的位置然后通知另外一个机械手臂取走。 看上去这个任务很简单但是这中间就涉及到了坐标系的转换。比如说摄像头识别到物体这个时候物体是摄像头坐标系下的一个pose需要通过robot1坐标系、全局坐标系的转换关系进一步变成世界坐标系下的位置。这样camera看到的物体pose就有一个全局pose信息虽然还是同一个物品。 那么这个物体的位姿信息怎么通知到机械手臂呢那么又需要进行反向的坐标系转换。即将物体的全局pose转成robot2坐标系下的pose然后进一步转换成机械手臂下的局部pose。这样机械手臂就可以根据这个局部的pose信息实现物体的抓取了。 1、tf的作用 tf的主要作用其实就是实现坐标系的转换。它的作用有可能是局部坐标系到世界坐标系也有可能是世界坐标系到局部坐标系。 2、tf的主要构成 坐标系的主要沟通有两部分一部分是xyz一部分是围绕xyz坐标轴的旋转。其中xyz就是直接用浮点数表示旋转一般用xyzw的四元数来表示。如果要转成rpy的角度转换需要用tf提供的公式转换一下。 3、tf的计算方法 目前计算的方法很多不过主要还是利用矩阵计算如果是计算一个点在另外一个坐标系下的坐标过程中仅仅涉及到旋转的话一般是 中间如果涉及到位移的话一般还会添加一个offset 这样的公式虽然比较简单但是转成矩阵不太方便我们可以通过补齐1来处理 这样看上去公式完美一些了可以进一步简化一下 公式上面似乎回到了原点但是每一个变量的含义其实都发生了改变。当然这里的R仅仅表示P0到P1的转变。很多人也许会问了如果是P1到P0的转变这个时候应该怎么处理呢。这个时候矩阵的优势就发挥出来了 所以如果是需要P1坐标系下面的一个点此时需要秀姐P0坐标系下的坐标它所需要的就是求解旋转矩阵R的逆即可。有了单一的坐标转换那么连续的坐标转换就变得容易了 反之也是一样 4、tf中的静态消息和动态消息 坐标系转换中有的是静态转换有的是动态转换。所谓的静态转换就是那种确定了之后就一直不变化的。比如传感器和robot之间的固定位置。还有一种就是动态变换它所指向的就是那种一直在变化的坐标映射关系比如robot和map之间的位置转换关系。 5、amcl举例说明 关于amcl算法大家可以参考这个链接http://wiki.ros.org/amcl。在这中间就包含了大家想学习的tf信息。 根据输入它所以依赖的消息有scan雷达、tf坐标系转换、初始位置、map地图四个数据。第1、3、4都比较好理解。而第2个数据就和今天学习的知识相关包含了lidar到robot、robot到odom的转换等。一开始的时候我们还在寻找算法里面怎么没有里程计odom的数据其实答案就在tf里面。 经过算法求解这个时候会输出三种数据分别是amcl位姿、粒子云和tf。第1、2都比较好理解还有一个tf数据。根据英文解释它发布的就是map坐标系下odom的里程数据。 6、tf的编程范例 了解一些tf的编程接口也对我们理解和认识tf很有帮助。如果是tf的发布一般会涉及到这样的接口
tf::TransformBroadcaster
tf::Transform
tf::Quaternion 相反如果是一些接收的接口也会有一些tf的数据结构
tf::TransformListener
geometry_msgs::PointStamped 为了说明如何使用这些代码我们可以通过编写两个程序来说明一下。一个是book_tfpub.cpp一个是book_tflis.cpp前者的代码如下所示
#include iostream
#include ros/ros.h
#include tf/transform_broadcaster.h
#include geometry_msgs/Point.h
#include tf/tf.hint main(int argc, char* argv[])
{ros::init(argc, argv, tf_transformpub);ros::NodeHandle nh;static tf::TransformBroadcaster transfpub;tf::Transform base2laser;base2laser.setOrigin(tf::Vector3(1,0,0));tf::Quaternion q;q.setRPY(0,0,0);base2laser.setRotation(q);ros::Rate rate(10);while(nh.ok()){transfpub.sendTransform(tf::StampedTransform(base2laser, ros::Time::now(), base_link, laser_link));rate.sleep();}return 0;
}后者的代码如下所示 #include iostream
#include ros/ros.h
#include tf/transform_listener.h
#include geometry_msgs/PointStamped.husing namespace std;int main(int argc, char* argv[])
{ros::init(argc, argv, tf_transformlis);ros::NodeHandle nh;tf::TransformListener tflis;geometry_msgs::PointStamped plaser;plaser.header.frame_id laser_link;plaser.point.x 1;plaser.point.y 0;plaser.point.z 0;geometry_msgs::PointStamped pbase;ros::Rate rate(10);while(nh.ok()){cout start listening endl;tflis.waitForTransform(base_link, laser_link, ros::Time(0), ros::Duration(3));tflis.transformPoint(base_link, plaser, pbase);cout pbase is: ( pbase.point.x , pbase.point.y , pbase.point.z ) endl;rate.sleep();}return 0;
}为了让两个代码都能顺利编译通过。有两个地方需要修改下。一个是package.xml build_dependtf/build_depend 另外一个就是CMakeLists.txt
## Find catkin and any catkin packages
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS message_generation roscpp rospy std_msgs genmsg tf)add_executable(book_tfpub src/book_tfpub.cpp)
target_link_libraries(book_tfpub ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(book_tfpub beginner_tutorials_generate_messages_cpp)add_executable(book_tflis src/book_tflis.cpp)
target_link_libraries(book_tflis ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(book_tflis beginner_tutorials_generate_messages_cpp)经过catkin_make编译和rosrun启动就可以看到这样的打印信息了
start listening
pbase is: (2,0,0)
start listening
pbase is: (2,0,0)
start listening
pbase is: (2,0,0)
start listening
pbase is: (2,0,0)
start listening
pbase is: (2,0,0)
start listening
pbase is: (2,0,0)
