ROSでPoseやTransformの差分をPythonで計算する

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Python を用いたGeometry_msgsの差分などを計算する関数群

  • PoseやTransformの差分を取りたい場合がある
  • tf treeに登録されているなら断然tfのlookuptransformを用いるべき
  • そうでない，かつC++を使わない際に適切なパッケージがなさそうだったので関数群を作った

車輪の再発明であるが，なんか使い勝手のいいパッケージが見つからないので自分で書かざるを得なかったというか…。
必要な機能が思いつき次第順次追加する予定。

需要があるならGitで管理する。

一覧

  • Geometry_msgs.msg.Transform()に関する関数
    • transform2homogeneousM：transformメッセージを同次変換行列（Homogeneous Matrix）に変換する
    • homogeneous2transform：同次変換行列をtransformメッセージに再変換
    • transform_diff(tf1,tf2)：2つのtransformのメッセージの差分をtransformメッセージで出力
  • Geometry_msgs.msg.Pose()に関する関数
    • pose2homogeneousM：poseメッセージを同次変換行列（Homogeneous Matrix）に変換する
    • homogeneous2pose：同次変換行列をposeメッセージに再変換
    • pose_diff(p1,p2)：2つのposeのメッセージの差分をposeメッセージで出力

コード

import rospy
import geometry_msg
import tf

# Transform to homogeneous matrix
def transform2homogeneousM(tfobj):
    # Quat to euler sxyz とあるが， XYZWの順番で良い。ちょっとわかりにくくないか？
    tfeul= tf.transformations.euler_from_quaternion([tfobj.rotation.x,tfobj.rotation.y,tfobj.rotation.z,tfobj.rotation.w],axes='sxyz')
    # 並進量の記述
    tftrans = [ tfobj.translation.x,tfobj.translation.y,tfobj.translation.z]
    tfobjM = tf.transformations.compose_matrix(angles=tfeul,translate=tftrans)
    # return
    return  tfobjM

def homogeneous2transform(Mat):
    scale, shear, angles, trans, persp = tf.transformations.decompose_matrix(Mat)
    quat = tf.transformations.quaternion_from_euler(angles[0],angles[1],angles[2])
    tfobj = geometry_msgs.msg.Transform()
    tfobj.rotation.x = quat[0]
    tfobj.rotation.y = quat[1]
    tfobj.rotation.z = quat[2]
    tfobj.rotation.w = quat[3]
    tfobj.translation.x = trans[0]
    tfobj.translation.y = trans[1]
    tfobj.translation.z = trans[2]
    return tfobj

# Transform diff tf1 to 2

def transform_diff(tf1,tf2):
    tf1M = transform2homogeneousM(tf1)
    tf2M = transform2homogeneousM(tf2)
    return  homogeneous2transform(tf2M.dot(tf.transformations.inverse_matrix(tf1M)))


# Pose version も作る
def pose2homogeneousM(poseobj):
    try:
        # Quat to euler sxyz とあるが， XYZWの順番で良い。ちょっとわかりにくくないか？
        tfeul= tf.transformations.euler_from_quaternion([poseobj.orientation.x,poseobj.orientation.y,poseobj.orientation.z,poseobj.orientation.w],axes='sxyz')
        # 並進量の記述
        tftrans = [ poseobj.position.x,poseobj.position.y,poseobj.position.z]
        poseobjM = tf.transformations.compose_matrix(angles=tfeul,translate=tftrans)
        return poseobjM
    except:
        print("Input must be a pose object!")


def homogeneous2pose(Mat):
    scale, shear, angles, trans, persp = tf.transformations.decompose_matrix(Mat)
    quat = tf.transformations.quaternion_from_euler(angles[0],angles[1],angles[2])
    poseobj = geometry_msgs.msg.Pose()
    poseobj.orientation.x = quat[0]
    poseobj.orientation.y = quat[1]
    poseobj.orientation.z = quat[2]
    poseobj.orientation.w = quat[3]
    poseobj.position.x = trans[0]
    poseobj.position.y = trans[1]
    poseobj.position.z = trans[2]
    return poseobj

def pose_diff(p1,p2):
    p1M = pose2homogeneousM(p1)
    p2M = pose2homogeneousM(p2)
    return  homogeneous2pose(p2M.dot(tf.transformations.inverse_matrix(p1M)))
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