实现步骤
创建一程序订阅海龟的相对于world的位置，即海龟发布的/turtle_name/pose消息，接受到消息数据后，创建tf的广播器，并初始化tf数据，广播world与海龟坐标系之间的关系；
然后，创建一程序产生第2只海龟turtle2，实时监听tf广播数据，依据turtle2与turtle1之间的坐标关系计算turtle2的速度，向turtle2发布速度控制指令，实现海龟turtle2跟踪turtle1。
1 创建功能包
创建的 learning_tf 包来进行代码存放和编译
cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg learning_tf roscpp rospy tf turtlesim
2 创建代码并编译运行（C++）
如何实现一个TF广播器：
- 定义TF广播器（TransformBroadcaster）
- 创建坐标变换值
- 发布坐标变换（sendTransform）
在learning_tf/src 新增 turtle_tf_broadcaster.cpp
源码内容如下：
/**
* 该例程产生tf数据，并计算、发布turtle2的速度指令
*/
#include <ros/ros.h>
#include <tf/transform_broadcaster.h>
#include <turtlesim/Pose.h>
std::string turtle_name;
//回调函数，传入参数为海归的位置
void poseCallback(const turtlesim::PoseConstPtr& msg)
{
// 创建tf的广播器，将turtle1 相对于world ,turtle2 相对于world的坐标系发出去
static tf::TransformBroadcaster br;
// 初始化tf数据 填充坐标系之间的关系
tf::Transform transform;
transform.setOrigin( tf::Vector3(msg->x, msg->y, 0.0) );
tf::Quaternion q;
//设置四元数（旋转矩阵），传入RPY三个角的信息。这里只有Z 方向有旋转关系
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;
};
如何实现一个TF监听器：
- 定义TF监听器（TransformListener）
- 查找坐标变换（waitForTransform、lookupTransform）
坐标关系插入TF tree后，树会自动运算变换矩阵，后面我们就可以用监听器调用了。
turtle_tf_listener.cpp：根据步骤，从tf中获取任意两个坐标之间的位置关系(通过waitfor和lookup)，然后命令turtle2向turtle1以定义的速度(Twist)移动。
turtle_tf_listener.cpp 源码内容如下：
/**
* 该例程监听tf数据，并计算、发布turtle2的速度指令
*/
#include <ros/ros.h>
#include <tf/transform_listener.h>
#include <geometry_msgs/Twist.h>
#include <turtlesim/Spawn.h>
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<turtlesim::Spawn>("/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<geometry_msgs::Twist>("/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;
//定义角速度
vel_msg.angular.z = 4.0 * atan2(transform.getOrigin().y(),
transform.getOrigin().x());
//定义角速度
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;
};
配置CMakeLists.txt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})
然后编译
cd ~/catkin_ws
catkin_make
测试：
roscore
rosrun turtlesim turtlesim_node
注： 我们下面直接在命令行传入参数。
第1个参数：我们在turtle_tf_broadcaster.cpp定义节点时使用了"my_tf_broadcaster"的名字，我们使用__name:=传入新的名字取代"my_tf_broadcaster"，这样避免名字重复（因为ROS中节点名字不能重复），这样就可以重复跑程序了。
第2个参数是turtle名称 turtle1 和 turtle2。扫描二维码关注公众号，回复： 17133144 查看本文章
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