机器人里程计数据可视化

发布时间:2024-07-12  

STM32端返回的x轴线速度、y轴线速度是相对于自身的机体坐标系的速度,而机器人的位置信息是相对于世界坐标系的位置,所以在对速度进行积分前, 要先将机体坐标系下的x轴线速度、y轴线速度转换到世界坐标系 ,如图:

图片

这个坐标变换可以通过一个简单的旋转矩阵来实现

图片

其中θ就是机器人的偏航角。相应的程序如下:


/* 对速度进行积分得到位移 */

// 获取当前时间

current_time = ros::Time::now();

// 获取积分间隔

double dt = (current_time - last_time).toSec();

last_time = current_time;

// 将机体系速度转换到里程计坐标系

double delta_x = (vx * cos(th) - vy * sin(th)) * dt;

double delta_y = (vx * sin(th) + vy * cos(th)) * dt;

// 速度积分

x += delta_x;

y += delta_y;

在机器人中,一般使用四元数/旋转矩阵的形式来表示机器人的姿态,而不是欧拉角形式。所以需要将STM32返回的偏航角转换为四元数,程序如下:


geometry_msgs::Quaternion odom_quat = tf::createQuaternionMsgFromYaw(th);

以上就获取了完整的机器人里程计数据,接下来需要将里程计数据发布到ROS中。


nav_msgs::Odometry odom;

geometry_msgs::TransformStamped odom_trans;



odom_trans.header.stamp = current_time;

odom_trans.header.frame_id = "odom";

odom_trans.child_frame_id = "base_link";



odom_trans.transform.translation.x = x;

odom_trans.transform.translation.y = y;

odom_trans.transform.translation.z = 0.0;

odom_trans.transform.rotation = odom_quat;

// 发布坐标变换

odom_broadcaster.sendTransform(odom_trans);



odom.header.stamp = current_time;

odom.header.frame_id = "odom";

odom.child_frame_id = "base_link";



// 设置机器人的位置和姿态

odom.pose.pose.position.x = x;

odom.pose.pose.position.y = y;

odom.pose.pose.position.z = 0.0;

odom.pose.pose.orientation = odom_quat;



// 设置机器人的速度

odom.twist.twist.linear.x = vx;

odom.twist.twist.linear.y = vy;

odom.twist.twist.angular.z = vth;



// 发布里程计消息

odom_pub.publish(odom);

运行后,打开PC上的Ubuntu,配置ip从而实现远程连接嵌入式处理器上的ROS系统,参照:ROS多机通信(https://blog.csdn.net/qq_42688495/article/details/115260247)


配置完成后,重新打开一个终端,输入:rviz,打开ROS的可视化工具,按照下图操作即可

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可视化结果如下:

图片

最后将该rviz配置保存至文件,点击File→Save Config As,将配置保存为xxxx.rviz。下次打开时,在命令行运行:rosrun rviz rviz -d xxxx.rviz即可。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
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