1、TF2 和时间

在之前的博客 TF2 监听者的例子中，可以获取坐标变换树中最新的信息。

坐标变换树随时间改变，TF2会存储1段时间，每个坐标系的变换信息（默认是10s）

当我们通过使用lookupTransform() 函数获得最新的有效坐标变换时，并不知道这个变化发生的具体时间。可能由于某种原因得到了很久之前的坐标变换，导致系统出现错误。

例如在1s时产生了有效的坐标变换，后发生故障，在10s时，我们像以前一样获取坐标变换，此时依然可以成功获取，但是是1s时产生的，类似这种情况就不是我们想要的了。下面主要讲解避免这种情况的方法获取一个坐标变换在指定的时间

2、初步尝试在指定时间获得坐标变换

打开 TF2 监听者的例子就是这篇博客写的

把 src/turtle_tf2_listener.cpp 这个文件的 lookupTransform() 函数进行修改改成下面的形式

把坐标系设置为乌龟2 和乌龟1 ，时间改为 now

之前是这样

try{
    transformStamped = tfBuffer.lookupTransform("turtle2", "turtle1", ros::Time(0));
  } catch (tf2::TransformException &ex) {
    ROS_WARN("Could NOT transform turtle2 to turtle1: %s", ex.what());
  }

改成这样

try{
    transformStamped = tfBuffer.lookupTransform("turtle2", "turtle1", ros::Time::now());
  } catch (tf2::TransformException &ex) {
    ROS_WARN("Could NOT transform turtle2 to turtle1: %s", ex.what());
  }

ros::Time(0) 指的是在buffer中最新可用的坐标变换
ros::Time::now() 指的是当前的坐标变换

编译运行下

会发现乌龟2 不像之前例子中会自动跑到乌龟1 处

坐标变换失败了，原因如下：

每一个监听者会用一个buffer取存储所有的坐标变换有广播者发布的。当广播者发布一个坐标变换，会花一点时间存在buffer中，通常时几毫秒（0.007s）。所有当请求一个坐标变换的时间为 ros::Time::now() 的时候，不会立马有，要等几毫秒。

所有上面直接写 ros::Time::now() 这个方式就失败了

3、等待坐标变换

TF2 提供了一种方式，在指定的时间上，等待一段时间有效的坐标变换到来。

lookupTransform()函数有第四个参数，就是做这个用的。

把该部分代码改成如下形式

try{
    transformStamped = tfBuffer.lookupTransform("turtle2", "turtle1", ros::Time::now(), 
                                                ros::Duration(3.0));
  } catch (tf2::TransformException &ex) {
    ROS_WARN("Could NOT transform turtle2 to turtle1: %s", ex.what());
  }

ros::Duration(3.0) 这个就是说明在请求当前时刻的坐标变换时允许等待 3 s 的时间。

改成这种方式再编译运行乌龟2 又会自动回到乌龟1 上

在大部分的 TF2 使用的情况下 ros::Time(0) 使用的情况更多些。

ros::Time::now() 加 ros::Duration(3.0) 更加严谨。

4、时间旅行

打开上面监听者的例子

打开 src/turtle_tf2_listener.cpp 这个文件

更改这个部分代码

try{
    transformStamped = tfBuffer.lookupTransform("turtle2",      "turtle1", ros::Time::now(),ros::Duration(3.0));
    } catch (tf2::TransformException &ex) {
     ROS_WARN("Could NOT transform turtle2 to turtle1: %s", ex.what());
     }

现在不让第二只乌龟去第一只乌龟当前的位置了，而是去 5s 之前的位置。

代码改成如下

try {
    ros::Time past = ros::Time::now() - ros::Duration(5.0);
    transformStamped = tfBuffer.lookupTransform("turtle2", "turtle1",
                       past, ros::Duration(1.0));
} catch (tf2::TransformException &ex) {
    ROS_WARN("Could NOT transform turtle2 to turtle1: %s", ex.what());
  }

编译运行

第1个5s，乌龟2 应该不会动，因为还没有 5s的历史数据。那之后的5s 呢。试试

TF2中监听者对于时间的控制并实现当前坐标系计算其它历史坐标系的坐标变换
乌龟2 在乱动，为什么呢？

因为我们向 TF2 请求的是相对于5s前乌龟1相对与5s前乌龟2 的位置。然后作用在了当前的乌龟2的运动中。

那如何获取 5秒前乌龟1的位置，相对与当前乌龟2的位置呢。

就是用下面更高级的 lookupTransform() 函数 API

5、更高级的 lookupTransform() 函数 API

直接上代码

      try{
        ros::Time now = ros::Time::now();
        ros::Time past = now - ros::Duration(5.0);
        transformStamped = tfBuffer.lookupTransform("turtle2", now,
                             "turtle1", past,
                             "world", ros::Duration(1.0));
      } catch (tf2::TransformException &ex) {
        ROS_WARN("Could NOT transform turtle2 to turtle1: %s", ex.what());
      }

此时 lookupTransform() 函数有 6 个参数

1、从这个坐标系转换
2、参数1 的时刻
3、转到这个坐标系
4、参数3 的时刻
5、一个固定不变的坐标系
6、时间溢出时间

原理就是先求参数 3 和参数4 到固定坐标系的变换再求参数1 和参数2 的