1.tf2系列教程（十四）：在ROS 2中添加固定坐标系（C++）
2.tf2系列教程（十三）：在ROS 2中编写tf2侦听者节点（C++）
3.tf2系列教程（十六）：了解ROS 2中的小乌tf2和时间（C++）
4.tf2系列教程（十八）：在ROS 2中调试tf2的问题
5.Python 画樱花（动态画+飘落效果+暗色效）小白入门必选

tf2系列教程（十四）：在ROS 2中添加固定坐标系（C++）

       在ROS 2中，教程十四将指导您如何通过C++编程为系统添加一个固定坐标系。龟源这个教程特别适合初学者，小乌旨在扩展您之前小乌龟示例的龟源知识，展示tf2的小乌强大功能。

       .1 添加固定坐标系的龟源ollyice 源码理由在于，对于许多任务，小乌基于传感器或链接的龟源本地坐标系思考更为方便。tf2允许用户为这些对象定义独立的小乌坐标系，并处理坐标变换。龟源

       .2 在ROS 2的小乌坐标变换树中，坐标系之间遵循树状结构，龟源不允许形成闭环。小乌在现有示例中，龟源world、小乌turtle1和turtle2构成坐标系层级。为了添加新坐标系，您需要选择一个现有坐标系作为父级，例如，将要在小乌龟turtle1中添加的“胡萝卜”坐标系carrot1。

       .3 通过在小乌龟turtle1的C++源代码中实现，首先创建一个名为fixed_frame_tf2_broadcaster.cpp的文件。代码中包含了必要的头文件，如geometry_msgs的TransformStamped，rclcpp库的rclcpp.hpp，以及tf2_ros中的TransformBroadcaster。固定坐标系广播器类FixedFrameBroadcaster定义了构造函数、计时器以及回调函数，印度红蓝绿源码用于定期发送坐标变换信息，其中carrot1坐标系仅在y轴上相对于turtle1偏移2米。

       .4 要运行坐标系广播器节点，您需要在learning_tf2_fixed_frame_demo.launch.py启动文件中增加新的节点，启动后，通过turtle_teleop_key节点控制小乌龟，观察第二只小乌龟是否跟随carrot1坐标系的移动，同时使用tf2_echo检查坐标变换的正确性。

       通过这个教程，您将学会如何在ROS 2的环境中添加固定坐标系，并利用tf2的机制实现坐标系之间的变换跟踪。

tf2系列教程（十三）：在ROS 2中编写tf2侦听者节点（C++）

       . 编写tf2侦听者节点（C++）

       描述：本教程将介绍如何使用C++编写一个能够通过tf2获取坐标系变换消息的tf2侦听者节点。

       教程级别：入门

       在前一个教程中，我们创建了tf2广播者节点来发布小乌龟的位姿到tf2。本教程将创建tf2侦听者节点以开始使用tf2坐标变换消息。

       .1 如何创建tf2侦听者节点

       使用前两个教程中创建的learning_tf2_cpp软件包，首先进入存放C++源代码的~/dev_ws/src/learning_tf2_cpp/src子目录，运行以下命令创建tf2侦听者节点的源代码文件turtle_tf2_listener.cpp：

       在文本编辑器中，将以下代码复制到该文件中，并保存：

       .1.1 代码说明

       首先导入需要用到的库/模块：

       tf2发布的坐标变换信息带有时间戳，因此需要包含geometry_msgs的TransformStamped消息类型头文件transform_stamped.hpp。本节点需要计算turtle1和turtle2两个坐标系的坐标差值，因此需要使用Twist消息类型，包含geometry_msgs的Twist消息头文件twist.hpp。ROS 2中，ament_cmake软件包都依赖C++客户端库rclcpp，因此需要包含该库的op易支付源码头文件。本节点需要侦听turtle1的坐标消息，因此需要导入tf2_ros软件包中的TransformListener类和Buffer类，包含这两个类的头文件。此外，还需要处理坐标变换异常的Exception类，包含其头文件。由于本节点需要生成新的小乌龟turtle2，需要调用turtlesim软件包的Spawn服务，导入spawn.hpp模块。上述库/模块/类的导入也代表了该节点的依赖关系，需要将这些依赖包添加到package.xml和CMakeLists.txt文件中。

       接着创建了用于侦听turtle1位姿消息的FrameListener节点类，该类继承自rclcpp客户端库的Node类。在FrameListener类中定义了两个函数：一个是公共构造函数，指定节点名称turtle_tf2_frame_listener；申明和获取target_frame参数；创建TransformListener类对象transform_listener_；创建用于生成新小乌龟服务的客户端，并检查服务是否可用；创建turtle2的速度指令发布者对象变量publisher_；以1hz的频率调用on_timer()回调函数。

       回调函数on_timer()负责执行turtle1和turtle2两个坐标系之间的坐标变换，并据此向turtle2发布速度指令以对turtle1进行跟随。在该函数中，获取要进行坐标变换的两个坐标系，调用lookupTransform()方法查找坐标变换，根据坐标变换结果计算turtle2的线速度和角速度，然后向turtle2发布速度指令消息。此回调函数的调用频率为1hz，意味着每秒进行一次坐标变换和计算、发布turtle2的速度指令。

       最后是自动发卡破解源码定义main()函数。初始化rclcpp客户端库，实例化FrameListener节点对象，旋转节点以调用回调函数，关闭rclcpp客户端库。

       .2 构建软件包并运行tf2侦听者节点

       编写好C++代码后，在构建和编译该软件包之前，需要编辑learning_tf2_cpp软件包的package.xml和CMakeLists.txt文件，填写软件包描述、许可证、作者等信息，添加相应依赖包和可执行文件等。具体步骤请参考相关教程。

       如果已完成前面的教程“在ROS 2中编写tf2静态广播者节点（C++）”，则package.xml文件不用修改；在CMakeLists.txt文件中，添加本教程的可执行文件，并在install(target下面添加一行。

       由于需要同时运行turtlesim软件包的turtlesim_node、learning_tf2_cpp软件包的turtle_tf2_broadcaster和turtle_tf2_listener等多个节点，需要通过启动文件组合运行这些节点。在上一教程中创建的launch子目录下为本教程创建learning_tf2_demo.launch.py启动文件，具体命令如下。

       将以下代码复制到启动文件中，并保存：

       完成上述工作后，构建编译软件包。进入工作空间dev_ws的根目录，并运行以下命令：

       编译成功后，需要对该工作空间的将补码转为源码安装脚本进行source，命令为：

       现在可以运行刚才创建的learning_tf2_demo.launch.py启动文件了，具体命令为：

       这样就会打开一个名为Turtlesim的窗口，里面有两只小乌龟。小乌龟turtle2会沿着一条弧形路径靠近小乌龟turtle1。

       .3 检查运行结果

       要查看本节点是否成功运行或有效，只需要在新终端中运行turtlesim软件包的turtle_teleop_key可执行文件，通过键盘上F键周围的8个字母键和箭头键控制小乌龟的旋转和移动，命令为：

       确保运行turtle_teleop_key节点的终端窗口处于活动状态，并通过相应字母键和箭头键移动第一只小乌龟turtle1，这样就会看到第二只小乌龟turtle2会跟随turtle1。

       现在可以使用tf2_ros软件包的tf2_echo可执行文件来检查两只小乌龟的位姿是否正在真实地被广播到tf2，命令分别为：

       应该会显示第一只乌龟的位姿，如下所示：

       此时继续移动turtle1，小乌龟turtle2正在跟随，turtle2的位姿信息也会一直发生变化。

       还可以对turtle1和turtle2两个坐标系的坐标变换进行回显，请运行以下命令：

       在驱使turtle1移动而turtle2在进行跟随的过程中，会获得如下所示的输出：

       这说明已经成功地将两只小乌龟的位姿都广播到了tf2，并实现了对turtle1坐标系的侦听，使用了两只小乌龟坐标系变换信息以让turtle2对turtle1进行跟随。

tf2系列教程（十六）：了解ROS 2中的tf2和时间（C++）

       在ROS 2中，tf2是一个核心组件，用于管理坐标系变换树，跟踪和传播不同坐标系之间的变换信息。在本教程中，我们将探讨如何在lookupTransform()函数中使用超时设置以等待tf2坐标变换树上的坐标变换可用。

       理解tf2的时间机制非常重要。每个坐标系变换都保存了一个时间快照，默认最多秒。使用lookupTransform()函数时，我们获取最新的坐标变换，但并不知道该变换的确切时间。本教程将指导你如何获取特定时间的坐标变换。

       具体步骤如下：

       1. 打开学习tf2的C++软件包中的src/turtle_tf2_listener.cpp源代码文件。在回调函数on_timer()中，我们关注to_frame_rel参数的定义，即在FrameListener类的构造函数中。将to_frame_rel参数设置为turtle1，让第二只小乌龟跟随第一只小乌龟。

       2. 移除或注释掉启动文件中设置target_frame参数的代码行，这将让turtle2跟随turtle1，而不是固定坐标系“胡萝卜（carrot1）”。

       3. 更改tf2::TimePoint()为this->now()，这指定了查找当前时刻的坐标变换，并移除超时参数。这导致lookupTransform()函数失败，输出消息提示坐标变换不可用。

       4. 使用tf2提供的等待工具，通过在lookupTransform()函数中添加Duration参数来解决此问题。在本例中，等待ms，或者使用以下代码。该函数有四个参数：目标坐标系、源坐标系、查找的时刻以及可选的等待超时时长。设置超时时长后，lookupTransform()将阻塞直到坐标变换可用，或在超时时长内无法获取时引发异常。

       5. 超时参数的设置至关重要。如果未设置，系统可能会报错坐标系不存在或坐标变换消息在将来。但也不能设置过长，否则会导致系统阻塞。

       6. 重新编译并运行软件包，现在可以正常运行了。

       通过本教程，你将了解到如何在ROS 2环境中通过设置超时等待来确保tf2坐标变换的可用性，从而在实时系统中实现稳定的坐标系跟踪。

tf2系列教程（十八）：在ROS 2中调试tf2的问题

       在 ROS 2 中调试 tf2 相关问题的系统方法，本文将为您详细讲解。

       本教程适用于高级用户，旨在引导您掌握调试 tf2 典型问题的步骤。我们利用示例应用程序 turtle_tf2_listener_debug，并配合 tf2 调试工具，具体实施示例中将重点说明。

       首先，准备调试所需的环境。在您的工作空间的 src/learning_tf2_cpp 目录中创建一个名为 turtle_tf2_listener_debug.cpp 的 C++ 源代码文件，并添加相应的启动逻辑到 launch 文件中。接着构建和安装软件包，随后执行示例启动命令，查看演示效果。

       当演示正常运行时，第二个小乌龟应该跟随您控制的乌龟移动。但若显示故障消息，表明问题所在。这时，查阅 tf2 调试指南，首先需要识别 tf2 请求内容。检查您使用 lookupTransform 函数对 tf2 执行请求，参数指明从 turtle3 变换到 turtle1 的坐标转换。

       发现请求失败后，进一步排查坐标系是否存在。通过运行 tf2_tools 的 view_frames 工具查看当前坐标系列表。结果显示 turtle3 不存在，从而确定了问题所在。为解决此错误，修改坐标系名称为有效存在的 turtle2，并重新构建与运行演示。

       在解决了坐标系问题后，接下来检查时间戳。观察输出信息，发现 turtle2 到 turtle1 的延迟为 3 毫秒至 毫秒。这意味着 tf2 的响应速度受限，需进行相应调整。通过调整 lookupTransform() 函数中的第三个参数，确保在指定时间窗口内请求坐标转换。在此示例中，设置为 毫秒，防止即时更新问题。

       如果最后结果显示小乌龟始终无法移动，这可能表示问题并未完全解决。正确的调整应当关注tf2的响应时间和更新周期，实现更为平滑的坐标转换。

       本教程旨在提供在 ROS 2 中调试 tf2 相关问题的实用指南，希望助您提升 tf2 使用和问题解决能力。通过执行以上步骤与实践，逐步掌握调试 tf2 的核心方法。

Python 画樱花（动态画+飘落效果+暗色效）小白入门必选

       使用Python的Turtle库，我们能够轻松地绘制樱花树，包括动态生成、飘落效果和暗色效果的樱花。这为编程新手提供了一个既有趣又具挑战性的项目，能够帮助他们理解和实践Python的基本语法和绘图函数。

       Turtle库让编程仿佛在纸上画画，通过一组指令控制小乌龟在坐标系中移动，绘制出图形。想象一下，小乌龟从原点(0,0)出发，遵循特定的函数指令，在坐标系上自由移动，绘制出美丽的樱花。

       1. **动态生成樱花

        结果展示：（请注意，由于格式限制，实际动态效果无法展示。）

        代码中使用了随机函数，使得每次运行时樱花树的形态和布局都不同，呈现出动态效果。

       2. **飘落效果樱花

        结果展示：（请注意，由于格式限制，实际动态效果无法展示。）

        通过精心设计的动画效果，模拟樱花随风飘落的动态场景，营造出浪漫氛围。

       3. **暗色效果樱花

        结果展示：（请注意，由于格式限制，实际动态效果无法展示。）

        采用暗色系的背景和樱花颜色，创造出独特的视觉体验，仿佛置身于静谧的夜晚樱花林。

       今天我们就分享到这里，希望这份教程能够激发你的创作灵感。想要获取完整的代码和更多源码资料，请点击下方链接~