Note: このチュートリアルはあなたが ROS でプログラムをコンパイルできることを前提にしています.ここ ROS tutorials を参考にしてみて下さい.
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tf のイントロ

Description: このチュートリアルは tf が何をしてくれるかを教えてくれます. turtlesim を用いたマルチロボットの例で tf の素晴らしさが分かるでしょう.さらには tf_echo ,view_frames 及び rviz の使い方も知ることもできます.

Keywords: transforms, coordinate frames

Tutorial Level: BEGINNER

Next Tutorial: tf の broadcaster の書き方 (Python) (C++)

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デモのコンパイル

依存性を解決してデモパッケージをコンパイルしましょう.

$ rosdep install turtle_tf rviz

$ rosdep install turtle_tf rviz
$ rosmake turtle_tf rviz

デモの実行

turtle_tf のチュートリアルのパッケージをコンパイルし終えたのでデモの実行に移りましょう.

$ roslaunch turtle_tf turtle_tf_demo.launch

2匹の亀とともに turtlesim が始動するでしょう.

  • turtle_tf_start.png

(プロセスが終わってしまうようなら、この回避方法を利用できます.)

一旦、turtlesimが始まると、矢印キーを用いて、turtlesimの中の中央の亀を動かすことができます。roslaunchを実行したターミナルのウィンドウにフォーカスが合うようにしてください

  • turtle_tf_drive.png

あなたが操作している亀を、絶えず追いかけるように動くもう一つの亀を見ることができます。

何が起きているか

このデモは、tfのライブラリを用いて、3つの座標系フレームを作っています。:ワールドフレーム、turtle1フレーム、そして、turtle2フレームです。このチュートリアルでは、tf broadcasterを用いて、turtle座標系フレームを配信し、tf listenerを用いてturtleフレームの中の違いを計算し、一方の亀が操作している亀を追従するようにしています。

tf ツール

さて、このデモをするのにどのようにtfが使われているかを見ていきましょう。tfツールは、このシーンの後ろでtfが何をしているのかを見せてくれます。

ビューフレーム(view_frames)を使う

view_framesはROS上にtfによってブロードキャストされているフレームの図表を作成します。

$ rosrun tf view_frames

$ rosrun tf view_frames

$ view_frames

$ rosrun tf view_frames

以下のようなものが見えるでしょう:

  • Transform Listener initing
    Listening to /tf for 5.000000 seconds
    Done Listening
    dot - Graphviz version 2.16 (Fri Feb  8 12:52:03 UTC 2008)
    
    Detected dot version 2.16
    frames.pdf generated

ここで、tf listenerはROS上にブロードキャストされているフレームを取得し、どのようにframeが接続されているかのツリーを作成しています。そのツリーを表示するには:

$ evince frames.pdf
  • view_frames_2.png

これで、tfからブロードキャストされている3つのフレームを見ることができます。:the world, turtle1, と turtle2です。また、この図表から、world はturtle1 と turtle2 の親のフレームであることもわかります。デバッグ目的で、最も古いものや最新のフレームの変換を受け取った時間や、どのぐらいの速さでtfのフレームがtfから配信されているかの診断情報をview_framesが報告してくれます。

tf_echoを使う

tf_echo は、ROS上にブロードキャストされている2つのフレーム間の変換を表示します。

使い方:

rosrun tf tf_echo [reference_frame] [target_frame]

さて、turtle1フレームに対するturtle2フレームの変換について見てみましょう。以下の式に等しいでしょう。

latex error! exitcode was 2 (signal 0), transscript follows:

[Mon Nov 23 19:51:28.166923 2020] [:error] [pid 7318] failed to exec() latex
:

$ rosrun tf tf_echo turtle1 turtle2

ROSのブロードキャストされたフレームをtf_echolistenerが取得して、変換の様子を見ることができるでしょう。

  • At time 1412783918.429
    - Translation: [-0.164, 0.547, 0.000]
    - Rotation: in Quaternion [0.000, 0.000, -0.597, 0.802]
                in RPY [0.000, 0.000, -1.279]
    At time 1412783919.421
    - Translation: [-0.099, 0.329, 0.000]
    - Rotation: in Quaternion [0.000, 0.000, -0.597, 0.802]
                in RPY [0.000, 0.000, -1.279]
    At time 1412783920.429
    - Translation: [-0.059, 0.196, 0.000]
    - Rotation: in Quaternion [0.000, 0.000, -0.597, 0.802]
                in RPY [0.000, 0.000, -1.279]
    At time 1412783921.437
    - Translation: [-0.035, 0.117, 0.000]
    - Rotation: in Quaternion [0.000, 0.000, -0.597, 0.802]
                in RPY [0.000, 0.000, -1.279]
    At time 1412783922.429
    - Translation: [-0.021, 0.070, 0.000]
    - Rotation: in Quaternion [0.000, 0.000, -0.597, 0.802]
                in RPY [0.000, 0.000, -1.279]

亀を動かすと、2つの亀が関連して動くように変換が変化するのを確認できるでしょう。

rviz と tf

rvizは、tfフレームを検査するのに便利な可視化ツールです。rvizを使ってturtleフレームを見てみましょう。-dオプションをつけて、turtle_tfの設定ファイルを読み込ませつつrvizを起動します。:

$ rosrun rviz rviz -d `rospack find turtle_tf`/rviz/turtle_rviz.rviz

$ rosrun rviz rviz -d `rospack find turtle_tf`/rviz/turtle_rviz.vcg

turtle_tf_rviz.png

サイドバーの中に、tfによってブロードキャストされたフレームが見えるでしょう。亀を動かしてみれば、rvizでもフレームが動いているのが見えます。

これでturtle_tf_demoをテストすることができました。次は、このデモのbroadcaster (Python) (C++)の書き方について見てみましょう。

Wiki: ja/tf/Tutorials/Introduction to tf (last edited 2019-08-28 04:41:22 by KokiShinjo)