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ROS学习笔记（六）：TF坐标变换

news 2025/12/16 2:02:44

ROS学习笔记（六）：TF坐标变换

  • TF的基本知识
  • TF工具
    • tf_monitor
    • tf_echo
    • static_transform_publisher
    • view_frames
  • 创建TF广播器
  • 创建TF监听器

TF的基本知识

TF是一个让用户随时间跟踪多个坐标系的功能包，它使用树形数据结构，根据时间缓冲并维护多个坐标系之间的坐标变换关系，可以帮助开发者在任意时间、在坐标系间完成点、向量等坐标的变换。

使用TF功能包，一般包括以下两个步骤：
（1）监听TF变换
接收并缓存系统中发布的所有坐标变换数据，并从中查询所需要的坐标变换关系。
（2）广播TF变换
向系统中广播坐标系之间的坐标变换关系。系统中可能会存在多个不同部分的TF变换广播，每个广播都可以直接将坐标变换关系插入TF树中，不需要再进行同步。

TF工具

tf_monitor

tf_monitor工具的功能是打印TF树中所有坐标系的发布状态，也可以通过输入参数来查看指定坐标系之间的发布状态。

tf_monitor
tf_monitor <source_frame> <target_frame>

tf_echo

tf_echo工具的功能是查看指定坐标系之间的变换关系。

tf_echo <source_frame> <target_frame>

static_transform_publisher

static_transform_publisher工具的功能是发布两个坐标系之间的静态坐标变换，这两个坐标系不发生相对位置变化。

# 坐标xyz表示偏移参数，欧拉角yaw（围绕z轴旋转的偏航角）pitch（围绕y轴旋转的俯仰角）roll（围绕x轴旋转的翻滚角）表示旋转参数，period_in_ms为发布频率
static_transform_publisher x y z yaw pitch roll frame_id child_frame_id period_in_ms
#  坐标xyz表示偏移参数，四元数qx qy qz qw表示旋转参数，period_in_ms为发布频率
static_transform_publisher x y z yaw qx qy qz qw frame_id child_frame_id period_in_ms

view_frames

view_frames是可视化的调试工具，可以生成pdf文件，显示整棵TF树的信息。

rosrun tf view_frames

创建TF广播器

C++：参考网站链接
Python：参考网站链接

创建TF监听器

C++：参考网站链接
Python：参考网站链接

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