Question

我正在开发一个应用程序，一个模拟器，四旋翼飞行器从航点飞到航点。在我的代码中，我实现了一个使用atan2函数计算yaw的函数。但是当四旋翼飞行器转过360°时，它不会以最短的速度移动，但它会在360°范围内移动以达到新的方向。

我在这里发布了video。看看它在360°时的行为。

好的家伙现在这里有完整的功能：

geometry_msgs::Pose getYaw( double x1, double x2, double y1, double y2 ) {

geometry_msgs::Pose output_trajectory;

/* Extrapolate the yaw information between two contigous points */
double yaw = atan2( ( y2 - y1 ), ( x2 - x1 ) );

  if( yaw < 0.0f )  // * read later on
    yaw += 2.0f * M_PI;

 output_trajectory.orientation = tf::createQuaternionMsgFromYaw( yaw );

  return output_trajectory;
}

其中tf :: createQuaternionMsgFromYaw是来自ROS框架的库。这里的定义是：link。 geometry_msgs :: Pose只是一个容器：link。

*：这里我已经在stackoverflow中阅读了相关的主题和问题，这个函数将atan2的返回输出映射到0°-360°

更新：这里是偏航值的摘录：

...
Yaw: 131.3678
Yaw: 133.3495
Yaw: 135.6426
Yaw: 138.3442
Yaw: 141.5859
Yaw: 145.5487
Yaw: 150.4813
Yaw: 156.7167
Yaw: 164.6657
Yaw: 174.7288
Goal reached
Moving to the 3 waypoint
Yaw: 174.7288
Yaw: 186.4225
Yaw: 196.3789
Yaw: 204.1349
Yaw: 210.1296
Yaw: 214.7946
Yaw: 218.4716
Yaw: 221.4110
Yaw: 223.7921
Yaw: 225.7431
Yaw: 227.3565
...

正如您所看到的那样，横向点是“连续”，但它从174°变为186°而不是在右侧（最小）方向。

我所期待的是四旋翼飞行器通过微调和旋转360度旋转几度。

如何摆脱这个问题？我的应用程序需要一个平滑的偏航运动。此致

Answer 1

我不认为atan会给你正确的角度。 Atan给出-pi / 2~ + pi / 2范围的结果。

如果你想得到弧度的精确角度，你可能需要写这样的东西（我之前做的，工作得很好）：

// First find the section in which your coordinate is, then add the needed (x*pi) value to result:
double result = atan2(..);
if((x2 - x1 > 0) && (y2 - y1 > 0)){
  //section = 1;
  result += 0;
}
else if((x2 - x1 < 0) && (y2 - y1 > 0)){
   //section = 2;
  result += pi;
}
else if((x2 - x1 < 0) && (y2 - y1 < 0)){
   //section = 3
  result += pi;
}
else if((x2 - x1 > 0) && (y2 - y1 > 0)){
   //section = 4
  result += 2*pi;
}
else if(x2 == x1){
    if(y2 > y1){result = pi/2);
    if(y1 > y2){result = -pi/2);
}
else if(y2 == y1){
   if(x2 > x1){result = 0;}
   if(x1 > x1){result = pi;}
}
else if((x1 == x2) && (y1 == y2)){
   std::cout << "This is not line, just a point\n"; // :P
}

Answer 2

确定。我知道了。经过几个小时的调查后，我意识到这个问题与atan2（）功能无关，或者在跳过180°或360°时角度有一些符号变化。

仔细阅读以下代码

#include <string>
#include <ros/ros.h>
#include <sensor_msgs/JointState.h>
#include <tf/transform_broadcaster.h>

int main(int argc, char** argv) {
    ros::init(argc, argv, "state_publisher");
    ros::NodeHandle n;
    ros::Publisher joint_pub = n.advertise<sensor_msgs::JointState>("joint_states", 1);
    tf::TransformBroadcaster broadcaster;
    ros::Rate loop_rate(30);

    const double degree = M_PI/180;

    // robot state
    double tilt = 0, tinc = degree, swivel=0, angle=0, height=0, hinc=0.005;

    // message declarations
    geometry_msgs::TransformStamped odom_trans;
    sensor_msgs::JointState joint_state;
    odom_trans.header.frame_id = "odom";
    odom_trans.child_frame_id = "axis";

    while (ros::ok()) {
        //update joint_state
        joint_state.header.stamp = ros::Time::now();
        joint_state.name.resize(3);
        joint_state.position.resize(3);
        joint_state.name[0] ="swivel";
        joint_state.position[0] = swivel;
        joint_state.name[1] ="tilt";
        joint_state.position[1] = tilt;
        joint_state.name[2] ="periscope";
        joint_state.position[2] = height;


        // update transform
        // (moving in a circle with radius=2)
        odom_trans.header.stamp = ros::Time::now();
        odom_trans.transform.translation.x = cos(angle)*2;
        odom_trans.transform.translation.y = sin(angle)*2;
        odom_trans.transform.translation.z = .7;
        odom_trans.transform.rotation = tf::createQuaternionMsgFromYaw(angle+M_PI/2);

        //send the joint state and transform
        joint_pub.publish(joint_state);
        broadcaster.sendTransform(odom_trans);

        // Create new robot state
        tilt += tinc;
        if (tilt<-.5 || tilt>0) tinc *= -1;
        height += hinc;
        if (height>.2 || height<0) hinc *= -1;
        swivel += degree;
        angle += degree/4;

        // This will adjust as needed per iteration
        loop_rate.sleep();
    }


    return 0;
}

我发现here我意识到变量 angle 每次都会增加少量，然后传递给四元数库tf::createQuaternionMsgFromYaw() 这意味着两件事：

你从不关注180°或360°的跳跃;
更重要的是，你永远不会超越绝对角度。对于istance你永远不会在你的代码中调用tf :: createQuaternionMsgFromYaw（degtorad（179））然后调用tf :: createQuaternionMsgFromYaw（degtorad（182）），但是tf :: createQuaternionMsgFromYaw（angle + delta_angle）;

此致

一种奇怪的偏航＆＃34;使用atan2（）函数进行模拟时的行为

2 个答案: