ros_tf2_sampleのREADME

前置き

ROSのTFを扱う（理解）するのに手こずったので，私みたいな人でも触って分かるサンプルを作った．
まだ未完成なので，よろしく．
ぶっちゃけ，ソースコードを見れば早いと思う．

前提

以下の環境で作ったので，試す人はこちらを確認しよう．

  • ROS Melodic
    • rosはros-melodic-desktop-fullを入れた．
  • Ubuntu 18.04

導入

初心者のために，導入するところから説明する．
とりあえず，コピペすればよろしい．

cd ~/catkin_ws/src
git clone https://github.com/masausagi/ros_tf2_sample.git

その後，コンパイルする．

cd ~/catkin_ws
catkin_make

エラー文が出たら，適宜対処しよう．
基本的にはエラー文をgoogleで検索する．
わからなかったら，issue飛ばしてくれてもいい．日本語でOK．

使うためのTF知識

このサンプルでは，TFを使うことのみに焦点を当てる．
だから，本当の知識は得られないので注意すること．

まず，TFが扱うのは『フレームID』，そして，フレームIDの親子関係である．

フレームIDとは，色々なデータ（点群とかロボットの位置とか）を表す座標系の名前．

フレームIDの親子関係とは，Aフレームに乗っかって，Bフレームがあるというイメージ．
親子関係のことを，ツリー構造と言ったりする．
例を示す．Aが親で，Bが子供とする．
AにBが乗っかってる感じをイメージ（抱っこみたいな）

ここでAは，地図から見て(0,0)から(1,0)に移動した．
このとき，Bも地図から見て(0,0)から(1,0)に移動しているのだ．（分かる？）
『地図から見て』というのが重要．

じゃあ，このとき，『Aから見て』Bはどう映るか？
というと，Aしか移動してないので，Bは動いていないということになる．

この『○から見て〜〜』の関係を，TFで表せる．

フレーム同士は相対位置で記述できるので，使い勝手がいい．
今回のサンプルで分かってくれると嬉しい．

サンプル1：TF関係を配信する

TFで，フレームID同士の関係を記述し，配信することで，扱うことができるようになる．

ここで，簡単にTFで遊べるソースを用意したのでぜひ遊んでほしい．

rosrunでパラメータを設定することで，色々と遊べるようにしている

  • pframe (文字列) : 親のフレームIDを指定
  • cframe (文字列) : 子のフレームIDを指定
  • x (小数) : 親から見た子の位置X
  • y (小数) : 親から見た子の位置Y
  • z (小数) : 親から見た子の位置Z
  • qx (小数) : 親から見た子の傾きX
  • qy (小数) : 親から見た子の傾きY
  • qz (小数) : 親から見た子の傾きZ

実行方法

まず，roscoreを立ち上げていない人は立ち上げる

roscore

そのあと，sample1_tf2_connectionを立ち上げる

rosrun ros_tf2_sample sample1_tf2_connection _x:=0 _y:=0 _z:=0

別のターミナルを開き，RVIZを起動する

rosrun rviz rviz -f map

左下のADDから，TFをセットすると，以下のような画面が出る

フレーム同士が重なって表示される．

いじってみよう①

このサンプルを利用して，子供のフレームIDを別の場所に移動してみよう．

一度開いたRVIZとrosrunを閉じて(roscoreはそのまま)以下を実行

rosrun ros_tf2_sample sample1_tf2_connection _x:=0.5 _y:=0 _z:=0

RVIZを再度起動

rosrun rviz rviz -f map

mapとrobotが別れて見やすくなった．

TF関係を追加しちゃう

このサンプルを利用して，フレームIDの親子関係を複雑にしちゃう．

以下の例では，こんなTF関係を作成してみる．
map → robot
map → objects robot → camera

一度開いたRVIZとrosrunを閉じて(roscoreはそのまま)以下を実行
一つずつターミナルを開こう

rosrun ros_tf2_sample sample1_tf2_connection _pframe:=map _cframe:=robot _x:=0.5 _y:=0 _z:=0

rosrun ros_tf2_sample sample1_tf2_connection _pframe:=map _cframe:=objects _x:=0 _y:=0.5 _z:=0

rosrun ros_tf2_sample sample1_tf2_connection _pframe:=robot _cframe:=camera _x:=0 _y:=0.5 _z:=0

RVIZを再度起動

rosrun rviz rviz -f map

このときのTF関係は以下のところで見れる．

mapを原点として，objectsとrobotのフレームの位置関係を記述できる．
また，robotを原点として，cameraの位置関係を記述できる．

つまり，便利．

サンプル2：TFを動かす

ロボットとかを実際に移動させるときは，TFを利用して動かす．
先程のTFは静的なもので，基本的に動かさないことを前提としていた．

今回は，動かすことに焦点を当てる．

使い方

以下のコマンドでOK その後，いつものRVIZ

rosrun ros_tf2_sample samle2_tf2_moving_by_keyboard _qframe:=map _cframe:=robot

rosrun rviz rviz -f map

キーボードでWASDで，上左下右に対応するようにrobotが移動する．