ROS 之 TF 理解

TF转换（参考）

1、`URDF`、`TF`和`odom`的关系

在机器人自主导航中，ROS会构建这几个很重要的坐标系，即frame。在urdf文件中定义base_link，它代表了机器人的主干，其它所有的frame都是相对于base_link定义并粘在一起的。它们一起相对于大地图map移动，让机器人移动就是向tf发布geometry_msgs::TransformStamped消息通知ros base_link相对于map的tf转换关系。

2、概念理解

	物理语义	理解	原点
`base_link`	为相对机器人的本体的坐标系	位于`tf tree`的最根部	原点一般为表示机器人中心
`odom`	一个对于机器人全局位姿的粗略估计	直接与`base_link` 相链接，数据一般来源于里程计(`odometry`)	原点为开始计算位姿那个时刻的机器人的位置
`map`	一个经过先验（或者`SLAM`）地图数据矫正过的，在地图中的位姿信息	与`odom`（或者`odom_combined`）相连,与`odom`同为全局坐标系	原点为地图原点（地图原点在地图相应的`yaml`文件中有规定）

3、关系

map --> odom --> base_link odom到base_link的坐标转换是从运动源计算出来广播的。map到base_link的坐标转换是被定位模块计算出来的. 但定位模块不发布map到base_link的转换. 相反它先接受从odom到base_link的转换, 再计算并广播map到odom的位置转换关系

fixed_frame：RViz中认定的大世界就是fixed_frame

target_frame：Rviz中视觉跟踪的frame是 target_frame

4、坐标转换

在lidar的launch启动文件中增加：

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<node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="base_link_to_laser4"
    args="0.0 0.0 0.2 0.0 3.1415926 0.0 /base_link /laser_frame 40" />
</launch>

args="0.0 0.0 0.2 0.0 3.1415926 0.0 /base_link /laser_frame 40"
// 参数意义，分别对应static_transform_publisher的
// x y z yaw pitch roll frame_id child_frame_id period_in_ms
// x y z 是 x y z 的坐标
// yaw pitch roll 是 绕 z旋转弧度角，绕y旋转弧度角，绕x旋转弧度角
// frame_id child_frame_id period_in_ms 父坐标系，子坐标系，发布间隔（ms）
// 上述是指的 z方向增加0.2m，绕y旋转180°
// 这些相对变换就是固定base-link，看其他坐标在base_link下的偏移

修改urdf文件的坐标找到urdf的描述文件，如turtlebot_description/urdf/turtlebot_library.urdf.xacro，在文件中修改坐标

<joint name="laser" type="fixed">
    <origin xyz="0.00 0.00 0.20" rpy="0 3.1415926 0" />
    <parent link="base_link" />
    <child link="base_laser_link" />
  </joint>

  <link name="base_laser_link">
    <visual>
      <geometry>
        <box size="0.00 0.05 0.06" />
      </geometry>
      <material name="Green" />
    </visual>
    <inertial>
      <mass value="0.000001" />
      <origin xyz="0 0 0" />
      <inertia ixx="0.0001" ixy="0.0" ixz="0.0"
        iyy="0.0001" iyz="0.0"
        izz="0.0001" />
    </inertial>
  </link>