ROS导航中 的位姿描述

转载出处 ：http://blog.csdn.net/u013453604/article/details/47320237

补充：

在ROSwiki中有urdf文件的写法如下
wiki：Create your own urdf file

<code class="language-xml hljs  has-numbering">...
 <span class="hljs-tag"><<span class="hljs-title">joint</span> <span class="hljs-attribute">name</span>=<span class="hljs-value">"joint2"</span> <span class="hljs-attribute">type</span>=<span class="hljs-value">"continuous"</span>></span>
   <span class="hljs-tag"><<span class="hljs-title">parent</span> <span class="hljs-attribute">link</span>=<span class="hljs-value">"link1"</span>/></span>
   <span class="hljs-tag"><<span class="hljs-title">child</span> <span class="hljs-attribute">link</span>=<span class="hljs-value">"link3"</span>/></span>
   <span class="hljs-tag"><<span class="hljs-title">origin</span> <span class="hljs-attribute">xyz</span>=<span class="hljs-value">"-2 5 0"</span> <span class="hljs-attribute">rpy</span>=<span class="hljs-value">"0 0 1.57"</span> /></span>
 <span class="hljs-tag"></<span class="hljs-title">joint</span>></span></code>  

在ROS中`rpy’对应的分别是绕X，Y，Z轴旋转的角度（弧度单位），xyz对应的是原点坐标。
这跟谭明的《先进机器人控制》定义的RPY角不太一样，书中定义的RPY角分别是在笛卡尔坐标系的基础上先绕Z轴旋转角度 ψ ，再绕新的Y轴旋转角度 θ ，再绕新的X轴旋转角度 φ 。
所以我认为横滚（roll）、俯仰（pitch）、偏转（yaw）的位姿描述方式侧重的应该是真实环境中的姿态，比如横滚就是实际上的水平翻滚，由于通常我们把飞机机身所在方向定义为X轴、相机机身方向定义为X轴，所以这个横滚就成了绕X轴旋转，如果机身方向被定义为Z轴，那就是绕Z轴旋转了。
参考阅读博客：
理解传说中的roll、yaw、pitch 

一般理解的roll,yaw,pitch

wiki中关于旋转矩阵的解释
动态实例
* roll：绕x轴
* pitch：绕y轴
* yaw：绕z轴

摄像机的roll,yaw,pitch

手机加速计的roll,yaw,pitch

• roll:绕着垂直于手机屏幕的轴旋转
• yaw:绕着手机的向上方向旋转
• pitch:改变手机的俯仰

---

总结

从摄像机roll,yaw,pitch的示意图中，我们看到并不是说 roll:就是绕x轴，yaw就是绕y轴，pitch就是绕z轴。

比如一般情况下，摄像机的镜头朝向一般都被定为z轴。

那到底是怎么回事呢？

我目测要从roll,yaw,pitch，这三个词的含义来看。

• roll: vt. 卷；滚动，转动；辗
• yaw： v.（火箭、飞机、宇宙飞船等）偏航
• pitch:vi. 倾斜；投掷；搭帐篷；坠落

为了不再将这三个词和x，y，z牵扯起来，我们只使用描述性的语言。

• roll的意思是翻滚，中文中飞机的翻滚是什么，就是绕着机身所在的那个轴。
• yaw:是偏航的意思，如果要改变航向，飞机必定是绕着重力方向为轴。
• pitch：有倾斜、坠落的意思。飞机在坠落时，必定会一头栽下去，以翅膀所在的直线为轴。

现在把摄像机看成一个飞机，镜头朝向就是飞机头的朝向，是不是一样？

pitch yaw roll是什么 

三维空间的右手笛卡尔坐标如图1所示。

在航空中，pitch, yaw, roll如图2所示。

pitch是围绕X轴旋转，也叫做俯仰角，如图3所示。

yaw是围绕Y轴旋转，也叫偏航角，如图4所示。

roll是围绕Z轴旋转，也叫翻滚角，如图5所示。

图2

                                    图3

                                                图4

                                                         图5

维基百科：旋转矩阵
在ROSWIKI中我找到了准确的描述：
6.3 static_transform_publisher

<code class="language-xml hljs  has-numbering"><strong><span style="font-size:18px;color:#ff0000;">static_transform_publisher x y z yaw pitch roll frame_id child_frame_id period_in_ms</span></strong>
</code><ul class="pre-numbering"><li>
</li></ul>  

Publish a static coordinate transform to tf using an x/y/z offset in meters and yaw/pitch/roll in radians. (yaw is rotation about Z, pitch is rotation about Y, and roll is rotation about X). The period, in milliseconds, specifies how often to send a transform. 100ms (10hz) is a good value.

<code class="hljs perl has-numbering"><span style="font-size:18px;color:#ff0000;">static_transform_publisher <span class="hljs-keyword">x</span> <span class="hljs-keyword">y</span> z <span class="hljs-keyword">qx</span> qy qz <span class="hljs-keyword">qw</span> frame_id child_frame_id  period_in_ms</span></code>  

</pre><p>Publish a static coordinate transform to tf using an x/y/z offset in meters and quaternion. The period, in milliseconds, specifies how often to send a transform. 100ms (10hz) is a good value.static_transform_publisher is designed both as a command-line tool for manual use, as well as for use within roslaunch files for setting static transforms. For example:</p><pre class="prettyprint" name="code"><code class="hljs xml has-numbering"><span class="hljs-tag"><<span class="hljs-title">launch</span>></span>
<span class="hljs-tag"><<span class="hljs-title">node</span> <span class="hljs-attribute">pkg</span>=<span class="hljs-value">"tf"</span> <span class="hljs-attribute">type</span>=<span class="hljs-value">"static_transform_publisher"</span> <span class="hljs-attribute">name</span>=<span class="hljs-value">"link1_broadcaster"</span> <span class="hljs-attribute">args</span>=<span class="hljs-value">"1 0 0 0 0 0 1 link1_parent link1 100"</span> /></span>
<span class="hljs-tag"></<span class="hljs-title">launch</span>></span></code>