TF による座標変換¶

座標変換ライブラリである TF で使用されるターミナルコマンドと C++ コマンドについて見ていきます．

モチベーション¶

実際に自身が動いたり何か他の動きを見たりしなくても便利な「ロボット」というのはイメージし難いです．有用な ROS におけるアプリケーションというのは必然的に部品やロボットリンクまたはツールの位置を観察する必要のあるコンポーネントを有します． ROS ではこれを行いやすくする「エコシステム」とライブラリを TF と呼んでいます．

TF は接続されたフレーム間の変換を時間を遡っても調べることを可能にする基本的なツールです．例えば「10秒前における A と B の間の変換は何ですか？」という質問をすることも可能にする便利な道具です．

リファレンス¶

Writing a tf listener (C++)

追加情報とリソース¶

Scan-N-Plan アプリケーション: 演習問題¶

（シミュレートされた）カメラにより取得された部品の姿勢情報はカメラ自体の光学基準フレームとして得られます．ロボットがこのデータを基に何かを行うためにはデータをロボットの参照フレームに変換する必要があります．

具体的には vision_node 内のサービスコールバックを編集して，部品姿勢の最新情報を camera_frame からサービスコールの base_frame リクエストフィールドに変換します．

Scan-N-Plan アプリケーション: ガイダンス¶

コアパッケージの依存関係に tf を指定してください．
- 前の演習のように package.xml（1行）と CMakeLists.txt（2行）を編集します．
vision node にクラスメンバ変数として tf::TransformListener オブジェクトを追加します．
```
#include <tf/transform_listener.h>
...
tf::TransformListener listener_;
```
取得された目標物の姿勢を参照したフレーム（"camera_frame"）からサービス・リクエスト・フレームに変換するために，既存の localizePart メソッドにコードを追加します．
1. 良かれ悪しかれ ROS はさまざまな数学ライブラリを使用します． geometry_msgs::Pose の over-the-wire 形式を tf::Transform オブジェクトに変換する必要があります．
```
tf::Transform cam_to_target;
tf::poseMsgToTF(p->pose.pose, cam_to_target);
```
2. リスナ・オブジェクトを用いて request.base_frame と ARMarker メッセージ（これは "camera_frame" 上にあるはずです）からの参照フレームの間の最新の変換を調べます．
```
tf::StampedTransform req_to_cam;
listener_.lookupTransform(req.base_frame, p->header.frame_id, ros::Time(0), req_to_cam);
```
3. 上で得られた情報を用いて対象物の姿勢を目標フレームに変換します．
```
tf::Transform req_to_target;
req_to_target = req_to_cam * cam_to_target;
```
4. サービス応答で変換された姿勢を返します．
```
tf::poseTFToMsg(req_to_target, res.pose);
```

ノードを実行して変換をテストします．

catkin build
roslaunch myworkcell_support urdf.launch
roslaunch myworkcell_support workcell.launch

workcell.launch の base_frame パラメータを例えば "table" などに変更して， workcell.launch ファイルを再起動し，異なるポーズの結果を見てみてください．

完了したら "base_frame" パラメータを "world" に戻してください．