ROS 主动蒙特卡罗粒子滤波定位算法 AMCL 解析-- map与odom坐标转换的方法

ROS
AMCL 算法根据订阅到的地图数据配合激光扫描特征，使用粒子滤波获取最佳定位点，该点称为Mp (point on map), 它是相对于地图map上的坐标,也就是base_link相对map上的坐标。

odom 的原点是机器人启动时刻的位置，它在map上的位置或转换矩阵是未知的。但是AMCL可以根据最佳粒子的位置推算出 odom->map的tf转换信息并发布到
tf主题上。因为base_link->odom的tf转换信息是每时每刻都在发布的，所以它是已知的。

已知tf转换：

map->base_link

base_link->odom

下面的公式就可以推算:

map->odom = map->base_link - base_link->odom



看一下代码是怎么实现的：

ROS_DEBUG("New pose: %6.3f %6.3f %6.3f",
hyps[max_weight_hyp].pf_pose_mean.v[0],
hyps[max_weight_hyp].pf_pose_mean.v[1],
hyps[max_weight_hyp].pf_pose_mean.v[2]);

// subtracting base to odom from map to base and send map to odom instead
tf::Stamped<tf::Pose> odom_to_map;
try
{
tf::Transform tmp_tf(tf::createQuaternionFromYaw(hyps[max_weight_hyp].pf_pose_mean.v[2]),
tf::Vector3(hyps[max_weight_hyp].pf_pose_mean.v[0],
hyps[max_weight_hyp].pf_pose_mean.v[1],
0.0));
tf::Stamped<tf::Pose> tmp_tf_stamped (tmp_tf.inverse(),
laser_scan->header.stamp,
base_frame_id_);
this->tf_->transformPose(odom_frame_id_,
tmp_tf_stamped,
odom_to_map);
}
catch(tf::TransformException)
{
ROS_DEBUG("Failed to subtract base to odom transform");
return;
}

latest_tf_ = tf::Transform(tf::Quaternion(odom_to_map.getRotation()),
tf::Point(odom_to_map.getOrigin()));
latest_tf_valid_ = true;

if (tf_broadcast_ == true)
{
// We want to send a transform that is good up until a
// tolerance time so that odom can be used
ros::Time transform_expiration = (laser_scan->header.stamp +
transform_tolerance_);
tf::StampedTransform tmp_tf_stamped(latest_tf_.inverse(),
transform_expiration,
global_frame_id_, odom_frame_id_);
this->tfb_->sendTransform(tmp_tf_stamped);
sent_first_transform_ = true;
}

hyps[max_weight_hyp].pf_pose_mean.v[0], [1], [2] 就代表了Mp

第10行 tmp_tf = 从map原点看base_link的位置

第14行 tmp_tf.inverse() = 以为Mp为原点，map原点的位置，就是在base_link坐标系下map 原点的位置

第17行 进行 base_link坐标系下的点转换到odom坐标系，也就是把map原点转换到odom坐标系下，等于从odom原点看map原点的位置。放到latest_tf_变量里面。

第37行 发布tf转换关系，latest_tf_.inverse() 得到的是从map原点看odom原点的位置，也就是 odom->map的转换关系

总结

从W的原点看A所在的位置坐标 p，就是A->W转换矩阵，称为WAT. Ap为A坐标系的点， 它在W上的坐标 Wp
= WAT*Ap