ROS学习笔记二（TF）基于ubuntu20.04各种bug解决

一、双海龟跟随实验

首先安装双海龟的例子。

在ubuntu20.04下，用的指令是

sudo apt-get install ros-noetic-turtle-tf

其他版本把noetic换成melodic或者kinetic

然后执行

roslaunch turtle_tf turtle_tf_demo.launch

这里基本会报错说 “python”: 没有那个文件或目录

解决方法：sudo apt install python-is-python3

然后重新执行命令就可以看到两个小乌龟

 再运行海龟的键盘控制节点

rosrun turtlesim turtle_teleop_key

就可以控制一只海龟运动了，另一只海龟会追逐它。

view_frames

rosrun tf view_frames

不出意外的话会报错

解决方法：

运行 sudo vim /opt/ros/noetic/lib/tf/view_frames
将第89行代码m = r.search更改为m = r.search(vstr.decode('utf-8'))

其中进入vim模式后，按i进入编辑模式，修改完代码后按esc退出编辑模式后，输入 :wq 保存并退出。

再重新执行命令就可以正常运行。等待五秒后会得到一个frame.pdf。可能在主目录下，可能在桌面。

 体现了三个坐标系之间的位置关系。

可以通过箭头检测坐标系之间是否连通。

这就是TF树。

tf_echo

使用tf_echo可以更直接地查看两个坐标系的相对位置变化关系。

rosrun tf tf_echo turtle1 turtle2

 

rviz

使用rviz可以可视化地看出位置关系。

rosrun rviz rviz -d `rospack find turtrtle_tf` /rviz/turtle_rviz.rviz

 这里要修改几个地方

这里改成world

然后左下角 

 

最后得到

 中间的就是world，下面那两个就是两个turtle。黄线连接着它们，表示他们之间的位置关系。

二、tf坐标系广播与监听

先和之前一样在catkin_ws的src中创建功能包

catkin_create_pkg learning_tf roscpp rospy tf turtlesim

在这个功能包的src中再创建两个文件turtle_tf_broadcaster.cpp和turtle_tf_listener.cpp

文件源码来自于古月居

/**
 * 该例程产生tf数据，并计算、发布turtle2的速度指令
 */
 
#include 
#include 
#include 
 
std::string turtle_name;
 
void poseCallback(const turtlesim::PoseConstPtr& msg)
{
	// 创建tf的广播器
	static tf::TransformBroadcaster br;
 
	// 初始化tf数据
	tf::Transform transform;
	transform.setOrigin( tf::Vector3(msg->x, msg->y, 0.0) );
	tf::Quaternion q;
	q.setRPY(0, 0, msg->theta);
	transform.setRotation(q);
 
	// 广播world与海龟坐标系之间的tf数据
	br.sendTransform(tf::StampedTransform(transform, ros::Time::now(), "world", turtle_name));
}
 
int main(int argc, char** argv)
{
    // 初始化ROS节点
	ros::init(argc, argv, "my_tf_broadcaster");
 
	// 输入参数作为海龟的名字
	if (argc != 2)
	{
		ROS_ERROR("need turtle name as argument"); 
		return -1;
	}
 
	turtle_name = argv[1];
 
	// 订阅海龟的位姿话题
	ros::NodeHandle node;
	ros::Subscriber sub = node.subscribe(turtle_name+"/pose", 10, &poseCallback);
 
    // 循环等待回调函数
	ros::spin();
 
	return 0;
};
 

/**
 * 该例程监听tf数据，并计算、发布turtle2的速度指令
 */
 
#include 
#include 
#include 
#include 
 
int main(int argc, char** argv)
{
	// 初始化ROS节点
	ros::init(argc, argv, "my_tf_listener");
 
    // 创建节点句柄
	ros::NodeHandle node;
 
	// 请求产生turtle2
	ros::service::waitForService("/spawn");
	ros::ServiceClient add_turtle = node.serviceClient("/spawn");
	turtlesim::Spawn srv;
	add_turtle.call(srv);
 
	// 创建发布turtle2速度控制指令的发布者
	ros::Publisher turtle_vel = node.advertise("/turtle2/cmd_vel", 10);
 
	// 创建tf的监听器
	tf::TransformListener listener;
 
	ros::Rate rate(10.0);
	while (node.ok())
	{
		// 获取turtle1与turtle2坐标系之间的tf数据
		tf::StampedTransform transform;
		try
		{
			listener.waitForTransform("/turtle2", "/turtle1", ros::Time(0), ros::Duration(3.0));
			listener.lookupTransform("/turtle2", "/turtle1", ros::Time(0), transform);
		}
		catch (tf::TransformException &ex) 
		{
			ROS_ERROR("%s",ex.what());
			ros::Duration(1.0).sleep();
			continue;
		}
 
		// 根据turtle1与turtle2坐标系之间的位置关系，发布turtle2的速度控制指令
		geometry_msgs::Twist vel_msg;
		vel_msg.angular.z = 4.0 * atan2(transform.getOrigin().y(),
				                        transform.getOrigin().x());
		vel_msg.linear.x = 0.5 * sqrt(pow(transform.getOrigin().x(), 2) +
				                      pow(transform.getOrigin().y(), 2));
		turtle_vel.publish(vel_msg);
 
		rate.sleep();
	}
	return 0;
};

在cmakelist中添加编译规则

add_executable(turtle_tf_broadcaster src/turtle_tf_broadcaster.cpp)
target_link_libraries(turtle_tf_broadcaster ${catkin_LIBRARIES})
 
add_executable(turtle_tf_listener src/turtle_tf_listener.cpp)
target_link_libraries(turtle_tf_listener ${catkin_LIBRARIES})

回到catkin_ws下catkin_make编译一下

接着输入一句新打开一个终端，输入以下命令：

roscore
rosrun turtlesim turtlesim_node
rosrun learning_tf turtle_tf_broadcaster __name:=turtle1_tf_broadcaster /turtle1
rosrun learning_tf turtle_tf_broadcaster __name:=turtle2_tf_broadcaster /turtle2
rosrun learning_tf turtle_tf_listener
rosrun turtlesim turtle_teleop_key

一样会实现两个海龟的控制界面