tf用法汇总和代码实战

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tf 是 ROS（Robot Operating System）中一个非常重要的包，用于处理多个坐标系之间的关系。它允许开发者跟踪随时间变化的坐标系，并在这些坐标系之间进行变换。以下是 tf 的两个主要用途：变换监听（Transform Listener）和变换广播（Transform Broadcaster）的示例。

1. 使用 tf 监听坐标变换（Transform Listener）

监听器（Listener）用于监听和查询两个坐标系之间的关系。

导入必要的模块

import rospy
import tf

创建监听者节点

def listener():
    rospy.init_node('tf_listener')
    listener = tf.TransformListener()
    rospy.sleep(2.0)  # 为tf缓冲填充数据留出时间

    while not rospy.is_shutdown():
        try:
            # 获取最近的变换
            (trans, rot) = listener.lookupTransform('/target_frame', '/source_frame', rospy.Time(0))
            rospy.loginfo("Translation: " + str(trans))
            rospy.loginfo("Rotation: " + str(rot))
        except (tf.LookupException, tf.ConnectivityException, tf.ExtrapolationException):
            continue

2. 使用 tf 广播坐标变换（Transform Broadcaster）

广播器（Broadcaster）用于创建和发送坐标系之间的关系。

导入必要的模块

import rospy
import tf
from geometry_msgs.msg import TransformStamped

创建广播者节点

def broadcaster():
    rospy.init_node('tf_broadcaster')
    br = tf.TransformBroadcaster()
    rate = rospy.Rate(10.0)

    while not rospy.is_shutdown():
        # 创建变换
        t = TransformStamped()
        t.header.stamp = rospy.Time.now()
        t.header.frame_id = "source_frame"
        t.child_frame_id = "target_frame"
        t.transform.translation.x = 1.0
        t.transform.translation.y = 2.0
        t.transform.translation.z = 3.0
        t.transform.rotation.x = 0.0
        t.transform.rotation.y = 0.0
        t.transform.rotation.z = 0.0
        t.transform.rotation.w = 1.0

        # 发布变换
        br.sendTransform((t.transform.translation.x, t.transform.translation.y, t.transform.translation.z),
                         (t.transform.rotation.x, t.transform.rotation.y, t.transform.rotation.z, t.transform.rotation.w),
                         rospy.Time.now(),
                         t.child_frame_id,
                         t.header.frame_id)
        rate.sleep()

运行节点

1. 将上述两段代码分别保存为 Python 脚本（例如 tf_listener.py 和 tf_broadcaster.py）。

2. 确保这些脚本在你的 ROS 工作空间中并且是可执行的。

3. 分别使用 rosrun 运行这些节点：

   rosrun your_package_name tf_listener.py
   rosrun your_package_name tf_broadcaster.py
   

在这两个示例中，tf_broadcaster.py 创建并发送一个从 “source_frame” 到 “target_frame” 的坐标变换，而 tf_listener.py 则监听并查询这两个坐标系之间的变换。这些脚本在实际应用中可以用于多种场景，例如机器人臂的姿态跟踪、移动机器人的导航等。