关于TF转换信息(Transforms)的理解

更新时间:2023-06-17 12:34:31 阅读: 评论:0

关于TF转换信息(Transforms)的理解
本⽂主要内容参考⾃ROS wiki:,在加⼊了⾃⼰的⼀些理解的同时,我也对原⽂进⾏了适当的修改。原⽂使⽤,本⽂使⽤协议,若使⽤本⽂,请⾃觉遵守相关协议。
在tf中,我们使⽤tf⼯具tf_echo获取到的转换信息⼗分令⼈费解。前⾯的⽂章中我们已经对其做了简单的解释,这⾥我们将对其进⾏详细的解释。
坐标系和点
在ROS中坐标系总是3维的,⽽且是⽤右⼿表⽰的,即X轴指向前⽅,Y轴指向左⽅,Z轴指向上⽅。关于更多ROS约定信息,具体可以参考ROS的REP⽂档:。
坐标系中的点在ROS中⽤tf::Point来表⽰,它其实等价于符号类型btVector3。下⾯我们约定点在坐标系中表⽰为。
坐标位姿
在tf中,两个坐标系的关系(也就是转换信息)⽤⼀个6⾃由度的相对位姿表⽰:平移量(translation)+旋转量(rotation)。下⾯是某两个坐标系的转换关系:
central time
NOTE:这⾥的平移是指3维坐标系中的平移。
怎样提升表达能力At time 1416409795.450
- Translation: [0.000, 0.000, 0.000]
- Rotation:in Quaternion [0.000, 0.000, 0.914, 0.405]
in RPY [0.000, -0.000, 2.308]
如果和是两个坐标系,那么在中的相对位姿可以⽤从的原点到的原点的平移量和中坐标轴(xyz)在中的旋转量来表⽰。这句话⽐较绕,继续往下读,你就会理解这句话的意思。
平移量(translation)是坐标中的⼀个向量,这⾥⽤表⽰。在ROS中⽤tf::Vector3来表⽰,也等价于btVector3。
A的旋转量(rotation)⽤⼀个旋转量矩阵(rotation matrices)来表⽰,这⾥⽤来表⽰,其中是的上⾓标,读作:坐标系的旋转量在坐标系中的表⽰。另外,由三个单位向量构成,,和,即的X轴在坐标系中的表⽰、的Y轴在坐标系中的表⽰、的Z轴在坐标系中的表⽰。
joy是什么意思
tf中没有表⽰旋转量矩阵(rotation matrices)的类型,⽽是通过四元数类型tf::Quaternion来表⽰,它等价于btQuaternion类型。在tf中,存在从旋转量矩阵(rotation matrices)得到四元数的⽅法:
static tf::Quaternion  tf::createQuaternionFromRPY (double roll, double pitch, double yaw)
static Quaternion  tf::createQuaternionFromYaw (double yaw)
static geometry_msgs::Quaternion    tf::createQuaternionMsgFromRollPitchYaw (double roll, double pitch, double yaw)
当然,反过来也可以,即我们也可以从四元数得到旋转量矩阵(rotation matrices)。具体可以参考ROS的API⽂档:。
在同类坐标系中,描述平移量(translation)和旋转量(rotation)是很⽅便的,只需要⼀个4x4的矩阵即可,该符号读作:坐标系相对于坐标系的位姿。这个相对位姿的构造如下所⽰:
wildfires在tf中,相对位姿可以⽤tf::Po表⽰,他等价于符号类型btTransform。在这个类中我们可以通过getRotation()或者getBasis()获取相对位姿的旋转量,也可以通过getOfft()获取相对位姿的平移量(translation),具体可以参考:。
⽤于点的映射
如果将坐标位姿信息⽤于点的映射的话,那么还有另外⼀个意思:将坐标系中的点转换到坐标系中。其实,根据这个语法关系可以得出这样⼀个表达式:
映射和转换都对应tf::Transform类型,它等价于符号类型btTransform,所以基本上位姿偏移和转换具有相同的类型。转换可以通过旋转量矩阵(rotation matrices)(或者旋转的四元数)和平移向量(vectors for the translation)来创建,具体可以参考。
转换的逆
转换的逆是转换的逆。点映射的逆是原转换的反⽅向。转换的逆可以通过btTransform的成员函数inver()得到。闺蜜的英文
重庆北大青鸟tip of your tongue参考资料
1. ROS wiki:
问官军收河南河北2. ROS REP⽂档:
3. ROS API:
4. ROS API:
老爸老妈浪漫史第一季5. gaoxiang的cnblog:本作品采⽤进⾏许可。预收账款

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标签:转换   坐标系   位姿   旋转
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