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调试

目标学习如何使用系统方法调试与 tf2 相关的问题。

辅导水平： 中级

时间 10 分钟

背景介绍 

本教程将引导您完成调试典型 tf2 问题的步骤。它还将使用许多 tf2 调试工具，如 tf2_echo, tf2_monitor和 视图框架.本教程假定您已经完成了学习 tf2 教程。

调试示例 

1 设置和启动示例 

在本教程中，我们将设置一个存在大量问题的演示应用程序。本教程的目的是采用系统化的方法查找并解决这些问题。首先，让我们创建源文件。

前往 learning_tf2_cpp 中创建的软件包 tf2 教程.内部 来源 目录下复制一份源文件 turtle_tf2_listener.cpp 并将其重命名为 turtle_tf2_listener_debug.cpp.

使用自己喜欢的文本编辑器打开文件，将第 67 行中的

标准::字符串 toFrameRel = "turtle2"；;

至

标准::字符串 toFrameRel = "turtle3"；;

和变化 lookupTransform() 在第 75-79 行调用

尝试 {
   transformStamped = tf_buffer_->；查找变换(
     toFrameRel,
     fromFrameRel,
     tf2::时间点零);
} 捕捉 (tf2::转换异常 及样品； 从) {

至

尝试 {
   transformStamped = tf_buffer_->；查找变换(
     toFrameRel,
     fromFrameRel,
     此->；现在());
} 捕捉 (tf2::转换异常 及样品； 从) {

然后保存对文件的更改。为了运行这个演示，我们需要创建一个启动文件 start_tf2_debug_demo.launch.py 在 启动 子目录 learning_tf2_cpp:

从 启动 舶来品 启动说明
从 launch.actions 舶来品 声明启动参数
从 launch.substitutions 舶来品 启动配置

从 launch_ros.actions 舶来品 节点

捍卫 生成发射描述():
   返回 启动说明([
      声明启动参数(
         'target_frame', 默认值='turtle1'；,
         描述='目标帧名称；
      ),
      节点(
         包装='turtlesim'；,
         可执行='turtlesim_node',
         名字='sim'；,
         产量='屏幕'；
      ),
      节点(
         包装='learning_tf2_cpp',
         可执行='turtle_tf2_broadcaster'；,
         名字='broadcaster1',
         参数=[
               {'turtlename'；: 'turtle1'；}
         ]
      ),
      节点(
         包装='learning_tf2_cpp',
         可执行='turtle_tf2_broadcaster'；,
         名字='broadcaster2',
         参数=[
               {'turtlename'；: 'turtle2'；}
         ]
      ),
      节点(
         包装='learning_tf2_cpp',
         可执行='turtle_tf2_listener_debug'；,
         名字='listener_debug',
         参数=[
               {'target_frame': 启动配置('target_frame')}
         ]
      ),
   ])

不要忘记添加 turtle_tf2_listener_debug 可执行 CMakeLists.txt 并构建软件包。

现在让我们运行它，看看会发生什么：

ros2 launch learning_tf2_cpp start_tf2_debug_demo.launch.py

现在你会看到海龟模拟器出现了。同时，如果运行 乌龟遥控钥匙 在另一个终端窗口中，可以使用箭头键来驱动 乌龟1 左右。

ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

你还会注意到在左下角有第二只乌龟。如果演示程序运行正常，这第二只乌龟就应该跟在你用方向键指挥的乌龟后面。但事实并非如此，因为我们必须先解决一些问题。你应该注意到以下信息：

[turtle_tf2_listener_debug-4] [INFO] [1630223454.942322623] [listener_debug]：无法
将 turtle3 转换为 turtle1："turtle3" 传递给 lookupTransform 参数 target_frame
不存在

2 查找 tf2 请求 

首先，我们需要弄清楚要求 tf2 做什么。因此，我们要进入使用 tf2 的代码部分。打开 src/turtle_tf2_listener_debug.cpp 文件，并查看第 67 行：

标准::字符串 至框架关系 = "turtle3"；;

和第 75-79 行：

尝试 {
   transformStamped = tf_buffer_->；查找变换(
     toFrameRel,
     fromFrameRel,
     此->；现在());
} 捕捉 (tf2::转换异常 及样品； 从) {

在这里，我们向 tf2 提出实际请求。三个参数直接告诉了我们向 tf2 提出的请求：从帧变换 乌龟3 框 乌龟1 当时 现在.

现在，让我们来看看为什么向 tf2 提出的请求会失败。

3 检查框架 

首先，要弄清楚 tf2 是否知道我们在 乌龟3 和 乌龟1我们将使用 tf2_echo 工具

ros2 run tf2_ros tf2_echo turtle3 turtle1

输出结果显示，帧 乌龟3 不存在：

[INFO] [1630223557.477636052] [tf2_echo]：Waiting for transform turtle3 -> turtle1：
传给 canTransform 参数 target_frame 的帧 ID "turtle3"无效。
乌有

那么存在哪些框架呢？如果您想用图形表示，请使用 视图框架 工具

ros2 run tf2_tools view_frames.py

打开生成的 框架.pdf 文件，可以看到以下输出：

很明显，问题在于我们要求从帧 乌龟3不存在。要修复这个错误，只需替换 乌龟3 与 乌龟2 在第 67 行。

现在停止正在运行的演示，构建它，然后再次运行它：

ros2 launch turtle_tf2 start_debug_demo.launch.py

我们马上就会遇到下一个问题：

[turtle_tf2_listener_debug-4] [INFO] [1630223704.617382464] [listener_debug]：无法
将海龟 2 转换为海龟 1：查找需要推断未来。要求
时间为 1630223704.617054，但最新数据的时间为 1630223704.616726，当查找时
从 [乌龟 1] 帧转换到 [乌龟 2] 帧

4 检查时间戳 

现在我们解决了帧名问题，是时候查看时间戳了。请记住，我们正在尝试获取 乌龟2 和 乌龟1 在当前时间（即 现在).要获取计时统计数据，请调用 tf2_monitor 与相应的帧。

ros2 运行 tf2_ros tf2_monitor turtle2 turtle1

结果应该是这样的

结果：从乌龟 2 到乌龟 1
链为： turtle1
净延迟平均值 = 0.00287347：最大值 = 0.0167241

框架
帧: turtle1, 由 <无授权发布>, 平均延迟：0.000295833, Max Delay：0.000755072

所有广播公司：
节点：<无可用授权> 125.246 Hz，平均延迟：0.000290237 Max Delay：0.000786781

这里的关键部分是链的延迟，从 乌龟2 至 乌龟1.输出结果显示平均延迟约为 3 毫秒。这意味着只有在 3 毫秒后，tf2 才能在海龟之间进行转换。因此，如果我们要求 tf2 在 3 毫秒前而不是 现在，tf2 有时就能给出答案。让我们快速测试一下，将第 75-79 行改为

尝试 {
   transformStamped = tf_buffer_->；查找变换(
     toFrameRel,
     fromFrameRel,
     此->；现在() - rclcpp::持续时间::从秒(0.1));
} 捕捉 (tf2::转换异常 及样品； 从) {

在新代码中，我们需要 100 毫秒前海龟之间的变换。通常情况下，我们会使用更长的时间段，以确保变换能够到达。停止演示，构建并运行：

ros2 launch turtle_tf2 start_debug_demo.launch.py

你应该终于看到乌龟动了！

我们最后做的修复并不是你真正想要做的，只是为了确保这是我们的问题所在。真正的解决方案是这样的

尝试 {
   transformStamped = tf_buffer_->；查找变换(
     toFrameRel,
     fromFrameRel,
     tf2::时间点零);
} 捕捉 (tf2::转换异常 及样品； 从) {

或者像这样

尝试 {
   transformStamped = tf_buffer_->；查找变换(
     toFrameRel,
     fromFrameRel,
     tf2::时间点());
} 捕捉 (tf2::转换异常 及样品； 从) {

您可以在利用时间教程，使用方法如下：

尝试 {
   transformStamped = tf_buffer_->；查找变换(
     toFrameRel,
     fromFrameRel,
     此->；现在(),
     rclcpp::持续时间::从秒(0.05));
} 捕捉 (tf2::转换异常 及样品； 从) {

摘要 

在本教程中，您将学习如何使用系统方法调试与 tf2 相关的问题。您还学会了如何使用 tf2 调试工具，如 tf2_echo, tf2_monitor和 视图框架 来帮你调试这些 TF2 问题。

调试

背景介绍

调试示例

1 设置和启动示例

2 查找 tf2 请求

3 检查框架

4 检查时间戳

摘要

背景介绍 

调试示例 

1 设置和启动示例 

2 查找 tf2 请求 

3 检查框架 

4 检查时间戳 

摘要 