ROS1学习第二弹
本文纯属记录学习过程，所学教程来自B站古月居ROS入门21讲

tf工具的使用

命令行中

1.rosrun tf view_frames 生成当前各个坐标的结构图，导出pdf文件到当前终端所在文件夹下面2.rosrun rviz rviz -d rospackage find turtle_tf /rviz/turtle_rviz.rviz
在图中蓝色处要修改一下父亲坐标系

代码实现

广播：

#include<ros/ros.h>
#include<tf/transform_broadcaster.h>
#include<turtlesim/Pose.h>std::string turtle_name;  // 存储乌龟名称（由命令行参数传入）// 回调函数：处理订阅的乌龟位姿消息，并发布TF变换
void poseCallback(const turtlesim::PoseConstPtr& msg)
{// 创建TF广播器（static确保只创建一次）static tf::TransformBroadcaster bro;// 创建变换对象，设置平移部分（x, y, z）tf::Transform transform;transform.setOrigin(tf::Vector3(msg->x, msg->y, 0.0));// 创建四元数对象，设置旋转部分（由欧拉角转换而来）tf::Quaternion q;q.setRPY(0, 0, msg->theta);  // 绕Z轴旋转theta角度（乌龟朝向）transform.setRotation(q);// 发送带时间戳的变换：// 参数1：变换对象// 参数2：当前时间戳// 参数3：父坐标系名称（"world"）// 参数4：子坐标系名称（乌龟名称，如"turtle1"）bro.sendTransform(tf::StampedTransform(transform, ros::Time::now(), "world", turtle_name));
}int main(int argc, char **argv)
{// 初始化ROS节点，节点名称必须唯一// 注意：节点名称在命令行中通过__name:=参数指定，而非此处的硬编码名称ros::init(argc, argv, "my_tf_broadcaster");// 检查命令行参数（必须提供乌龟名称，如"turtle1"或"turtle2"）if(argc != 2){ROS_ERROR("需要传入乌龟名称作为参数");return -1;}// 从命令行参数获取乌龟名称（argv[1]）turtle_name = argv[1];// 创建节点句柄，用于与ROS系统通信ros::NodeHandle node;// 订阅乌龟的位姿话题（如"/turtle1/pose"）// 回调函数poseCallback将在收到消息时被调用ros::Subscriber sub = node.subscribe(turtle_name + "/pose", 10, &poseCallback);// 进入循环等待回调（阻塞当前线程）ros::spin();return 0;
}

监听：

#include<ros/ros.h>
#include<tf/transform_listener.h>
#include<geometry_msgs/Twist.h>
#include<turtlesim/Spawn.h>int main(int argc, char **argv)
{// 初始化ROS节点，命名为"my_tf_listener"ros::init(argc, argv, "my_tf_listener");ros::NodeHandle node;// 等待/spawn服务可用（用于创建新乌龟）ros::service::waitForService("/spawn");// 创建服务客户端，连接到/spawn服务ros::ServiceClient add_turtle = node.serviceClient<turtlesim::Spawn>("/spawn");// 准备Spawn服务请求（创建新乌龟）turtlesim::Spawn srv;// 注意：此处未设置srv.request参数，将使用默认值（可能导致重复创建同名乌龟）add_turtle.call(srv);  // 调用服务创建乌龟// 创建速度指令发布者，发布到/turtle2/cmd_vel话题，控制turtle2移动ros::Publisher turtle_vel = node.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle2/cmd_vel", 10);// 创建TF监听器，用于接收和缓存TF变换数据tf::TransformListener listener;// 设置循环频率为10Hzros::Rate rate(10.0);while(node.ok())  // 主循环，直到节点被关闭{tf::StampedTransform transform;  // 存储变换结果的对象try{// 等待并查找turtle1相对于turtle2的变换// 参数1：目标坐标系（turtle2）// 参数2：源坐标系（turtle1）// 参数3：时间戳（ros::Time(0)表示最新可用变换）// 参数4：超时时间（等待3秒）listener.waitForTransform("/turtle2", "/turtle1", ros::Time(0), ros::Duration(3.0));listener.lookupTransform("/turtle2", "/turtle1", ros::Time(0), transform);}catch(tf::TransformException &ex){// 捕获变换异常并打印错误信息ROS_ERROR("%s", ex.what());ros::Duration(1.0).sleep();  // 暂停1秒后继续continue;}// 计算控制指令，使turtle2跟随turtle1geometry_msgs::Twist vel_msg;// 角速度控制（转向）：// atan2计算turtle1相对于turtle2的角度，乘以4.0放大控制量vel_msg.angular.z = 4.0 * atan2(transform.getOrigin().y(), transform.getOrigin().x());// 线速度控制（前进）：// 计算turtle1与turtle2的距离，乘以0.5作为前进速度vel_msg.linear.x = 0.5 * sqrt(pow(transform.getOrigin().x(), 2) + pow(transform.getOrigin().y(), 2));// 发布控制指令turtle_vel.publish(vel_msg);rate.sleep();  // 休眠以维持10Hz的频率}return 0;
}

launch文件

launch语法

<launch><node pkg="pkg_name", node="node_name", type="executable_name"/>
</launch>

---

参数设置（param）

用于设置ROS系统运行中的参数，存储在参数服务器中

<param name="output_frame" value="odom"/>

• name：参数名
• value：参数值

---

参数文件加载（rosparam）

加载YAML文件中的多个参数

<rosparam file="params.yaml" command="load" ns="params"/>

---

局部变量（arg）

launch文件内部的局部变量，仅限于launch文件使用

<arg name="arg-name" default="arg-value"/>

• name：参数名
• default：参数值（默认值）

---

局部变量调用方法

1. 在param中调用：

<param name="foo" value="$(arg arg-name)"/>

2. 在node中调用：

<node name="node" pkg="package" type="type" args="$(arg arg-name)"/>

重映射（remap）

重命名ROS计算图资源（如Topic、Service等）

<remap from="/turtlebot/cmd_vel" to="/cmd_vel"/>

• from：原始名称
• to：映射后的新名称

---

包含其他launch文件（include）

在launch文件中包含另一个launch文件，类似C语言中的头文件包含

<include file="${dirname}/other.launch"/>

• file：被包含的launch文件路径（可使用$(find pkg)或变量如${dirname}）

其余可参考官网

工作空间中

以最简单的在同一终端下运行两个节点为例：

<launch><node pkg="learning_topic" type="person_subscriber" name="talker" output="screen" /><node pkg="learning_topic" type="person_publisher" name="listener" output="screen" />
</launch>

<launch><!-- 全局参数 --><param name="/turtle_number" value="2"/><!-- 节点1 --><node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="turtlesim_node" output="screen"><!-- 节点自己的参数 --><param name="turtle_name1" value="Tom"/><param name="turtle_name2" value="Jerry"/><!-- 加载YAML参数文件 --><rosparam file="$(find learning_launch)/config/param.yaml" command="load" /></node><!-- 节点2 --><node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="turtle_teleop_key" output="screen"/>
</launch>

调用之前的 learning_tf 功能包

<launch><node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="sim" /><node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="teleop" output="screen" /><node pkg="learning_tf" type="turtle_tf_broadcaster" args="/turtle1" name="turtle1_tf_broadcaster" /><node pkg="learning_tf" type="turtle_tf_broadcaster" args="/turtle2" name="turtle2_tf_broadcaster" /><node pkg="learning_tf" type="learning_tf_listener" name="listener" /></launch>

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