ROSの座標変換TFについて

ROS座標

ROSでは、map，odom，base_footprint, base_link，base_laser等の座標（データは「フレーム」の表現を使用）は使われる。

map：名前のとおり、ロボットが位置するワールド座標。
odom：mapレイヤの次にくる、オドメトリ（odometry・距離計）と真のワールド座標のずれを表現する。
base_link：オドメトリodomでのロボット位置。ローカル座標。
base_footprint：地上でのbase_linkの投影ですが、但しz値は異なる。ローカル座標。
base_laser：レーザスキャナSlam Lidarの位置。ローカル座標。

TF変換

TFは分散システム前提の座標変換のライブラリであり、２フレーム間の位置姿勢関係の報告（transform_broad_caster）を受けて。全てのフレームを絡むツリーを構築して、ツリーをたどって知りたい位置姿勢を取得する（transform_listener）ような仕組みとなる。以下はフレームツリーの例。

位置姿勢の表現について、位置はx,y,z(m)、 姿勢はクォータニオン四元数にて表示する。クォータニオンについては、記事：ROS・Unity・ロボット・ドローン姿勢制御に関わるクォータニオンを参照する。また、TF変換にtfとtf2パッケージがあり、tf2はtf_staticトピックに静的なフレームを追加できる。tf_staticトピックで受け取った変換は時間に関わらずに利用可能。

関連記事

9軸IMU 6軸／9軸フュージョン 低遅延 USB出力 補正済み ROS対応
SLAM～拡張カルマンフィルタ
研究開発用 台車型ロボット キット