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uBotuBotuBot 文档

UE/ROS 约定库

需要：uBotCore 0.1.x

用 UBot Conventions Library 在蓝图里转换 UE 和 ROS 之间的位置、旋转、角速度、时间，并净化（Sanitize）ROS 名称。

UE 的单位是厘米，ROS 的单位是米，两边的 Y 轴方向也相反（REP-103），所以数据在两边传递时都要换算。

快速用法

Section titled “快速用法”

下面把 Actor 的 UE 位置（厘米）换算成 ROS 位置（米），并打印到屏幕：

连线：

  1. Event Tick 的 执行，连到 Print String 的 执行
  2. Get Actor Location 的 Return Value，连到 UE To ROS Position 的 UECentimeters
  3. UE To ROS Position 的 Return Value，连到 To String (Vector) 的 In Vec
  4. To String (Vector) 的 Return Value，连到 Print String 的 In String
每帧打印 Actor 的 ROS 位置
  1. 反方向用 ROS To UE Position。

步骤

Section titled “步骤”

  1. 找到数据对应的节点

    在节点菜单里搜索 UE To ROS 或 ROS To UE，按数据的种类选节点，对应关系见“关键属性”。

  2. 选对方向

    把 UE 里的数据交给 ROS 一侧用 UE To ROS …，从 ROS 一侧收到的数据用 ROS To UE …。

  3. 检查输入的单位

    位置和变换会换算单位。线性量、角速度和航向角不换算，输入必须已经是 m/s、rad/s 或弧度。

时间转换

Section titled “时间转换”

ROS 的时间戳（builtin_interfaces/Time）由整数秒 Sec 和纳秒 Nanosec 两部分组成。Seconds To ROS Time 把秒拆成这两个字段，ROS Time To Seconds 再合回去。

连线：

  1. Event Tick 的 执行，连到 Print String 的 执行
  2. UBot Clock Subsystem 的 Return Value，连到 Get Sim Time Seconds 的 Target
  3. Get Sim Time Seconds 的 Return Value，连到 Seconds To ROS Time 的 Seconds
  4. Seconds To ROS Time 的 Sec，连到 To String (Integer) 的 In Int
  5. To String (Integer) 的 Return Value，连到 Print String 的 In String
每帧把仿真时间拆成 ROS 时间戳，打印其中的 Sec
  1. 搜索 Get UBotClockSubsystem 取到它，用法见“仿真时钟”页。
  2. Nanosec 是秒的小数部分，单位 ns，这里没有接线。

例如 12.5 s 拆成 Sec 为 12、Nanosec 为 500000000。

名称净化

Section titled “名称净化”

Sanitize ROS Name 把任意文字变成合法的 ROS 名字片段，用来拼话题、命名空间和 frame id：

输入 输出
My Robot 01 My_Robot_01
4WD Rover #1 _4WD_Rover_1
空字符串 ubot
机器人 _

规则：只保留 A-Z、a-z、0-9 和下划线，其余字符（包括中文）换成下划线；连续的下划线合并为一个；首字符是数字时前面加一个下划线；只有输入为空时才返回 ubot，全是中文这类非 ASCII 字符的输入会变成 _。

关键属性

Section titled “关键属性”

这个库没有可设置的属性，下表是节点和转换规则。ROS 转 UE 的公式与 UE 转 ROS 相同，只是位置的单位反过来换算（米到厘米，乘 100）。

数据 节点 UE 转 ROS
位置（cm 到 m） UE To ROS Position、ROS To UE Position (x, -y, z) / 100
线性量（线速度、加速度、已是米的点） UE To ROS Vector、ROS To UE Vector (x, -y, z)
角速度、力矩（rad/s） UE To ROS Angular Velocity、ROS To UE Angular Velocity (-x, y, -z)
旋转四元数 UE To ROS Rotation、ROS To UE Rotation (x, y, z, w) 变为归一化的 (-x, y, -z, w)
刚体变换 UE To ROS Transform、ROS To UE Transform 旋转同上，平移从 cm 换成 m，缩放丢弃
航向角、扫描角、偏航角速度（rad、rad/s） UE To ROS Yaw、ROS To UE Yaw ROS = -UE
相机光学系 Camera Link To Optical Rotation、Get Optical Frame Suffix 光学系相对 link 系的旋转为 (x=-0.5, y=0.5, z=-0.5, w=0.5)，frame id 后缀为 _optical
时间 Seconds To ROS Time、ROS Time To Seconds 秒与 (Sec, Nanosec) 互转
名称 Sanitize ROS Name 见上一节

输出与事件

Section titled “输出与事件”

所有节点都是纯函数，没有执行引脚，也没有事件。接上输入就能得到输出，位置和变换的输出单位是米（UE 转 ROS）或厘米（ROS 转 UE）。

注意事项

Section titled “注意事项”
  • 变换的缩放被丢弃，输出的缩放恒为 1。
  • 四元数转换后会归一化；退化的输入（零长度）得到单位四元数。
  • Seconds To ROS Time 遇到负数或非有限值，输出 (0, 0)；秒数超出 int32 范围时，Sec 取 2147483647，Nanosec 取 999999999。
  • ROS Time To Seconds 把负的 Nanosec 当作 0。
  • Nanosec 在蓝图里是 Integer（int32），取值在 0 到 999999999 之间。

相关参考

Section titled “相关参考”