ROS导航教程：广播与转换坐标系

"广播变换-华为数据之道学习分享" 在ROS（Robot Operating System）环境中，导航是机器人技术中的关键部分，而导航系统的核心是`navigation stack`。本学习分享主要涉及如何利用ROS的导航堆栈（navigation stack）进行机器人自主导航，并特别关注广播变换的过程。广播变换在ROS中用于在不同的坐标系之间传递和转换数据，这对于机器人感知环境和规划路径至关重要。 首先，广播变换（Broadcasting Transformations）是ROS中`tf`库的一个功能，它允许节点在不同坐标系之间发布转换信息。在ROS中，`tf`框架处理所有坐标系之间的同步和变换，确保在正确的时间将正确的数据转换到正确的坐标系。在这个例子中，我们要在"base_laser"和"base_link"两个坐标系间进行转换，前者通常用于描述激光雷达的数据，后者代表机器人的基座链接。 创建广播变换的步骤包括： 1. **创建ROS包**：为了编写和运行代码，我们需要创建一个ROS包。使用`catkin_create_pkg`命令创建名为`robot_setup_tf`的包，依赖于`roscpp`、`tf`和`geometry_msgs`这三个库。这将为我们的项目提供必要的基础结构和依赖关系。 ```bash $ cd %TOP_DIR_YOUR_CATKIN_WS%/src $ catkin_create_pkg robot_setup_tf roscpp tf geometry_msgs ``` 2. **安装导航教程**：在ROS的某些版本（如fuerte、groovy和hydro）中，可以使用预包装的`navigation_tutorials`来简化学习过程。通过执行以下命令，可以安装包含示例代码和教程的包： ```bash $ sudo apt-get install ros-%YOUR_ROS_DISTRO%-navigation-tutorials ``` 3. **广播变换**：广播变换的实现涉及到创建两个ROS节点，一个负责发布转换，另一个负责监听并应用这些转换。发布转换的节点会定期发送`tf`消息，而监听节点则使用这些消息来转换传感器数据或其他信息，使其能在正确的坐标系中使用。 在ROS的导航堆栈中，`move_base`是核心组件，它集成了全局路径规划器（如`global_planner`）、局部路径规划器（如`base_local_planner`）以及局部路径调整器（如`dwa_local_planner`或`teb_local_planner`）。这些组件共同工作，使机器人能够根据传感器输入（如激光雷达或摄像头数据）以及预定的目标位置，规划和执行安全有效的导航路径。 此外，`map_server`用于存储和管理地图，`nav_core`是导航功能的抽象接口，而`fake_localization`则用于模拟定位数据，在没有真实定位信息时进行测试。`voecl_grid`则是创建2D occupancy grid地图的一种方法，这种地图用于表示环境中的障碍物分布。 广播变换是ROS导航系统中不可或缺的一部分，它确保了多传感器数据的正确对齐和处理，使得机器人能够准确地理解其周围环境并规划路径。通过学习和实践ROS的导航教程，开发者可以深入理解如何在实际项目中有效地使用这些工具和概念。