TF 与 /clock

了解 uBotROS 发布哪些 TF 变换，以及 /clock 怎样让 ROS 2 节点使用仿真时间。

图中的 imu_sensor、lidar_2d 和 rgb_camera 是各传感器 Frame Id 的默认值，基坐标系默认是 base_link，里程计坐标系默认是 odom。

变换	话题	何时发布
odom → base_link（动态）	/tf	第一个里程计传感器的每个有效样本
base_link → <传感器 frame>（静态）	/tf_static	组件初始化和 Refresh Sensor Publishers 之后，以及每次重连之后
<frame> → <frame>_optical（静态）	/tf_static	同上，只有相机
map → odom	—	uBotROS 不发布，由 SLAM 或 AMCL 提供

静态 TF

• base_link → <传感器 frame> 是传感器的 frame 组件相对基组件的位置和朝向，去掉缩放，在组件初始化和 Refresh Sensor Publishers 时算一次。之后传感器相对机体移动，TF 不会更新。
• 基组件是 Base Link Component；留空时用 uBot Identity 的 Base Component，默认是根组件。
• 相机另外发布 <frame> → <frame>_optical：平移为零，旋转是四元数 (x=-0.5, y=0.5, z=-0.5, w=0.5)。图像和 camera_info 的 frame_id 用光学系，约定是 z 向前、x 向右、y 向下。
• 里程计传感器没有静态 TF：它的 Frame Id（默认 odom）是基坐标系的父坐标系，再发布 base_link → odom 会和动态的 odom → base_link 成环，并且与 map → odom 冲突。
• 其他传感器的 frame 恰好等于里程计坐标系时，也会被跳过并记一条 Warning；frame 等于基坐标系的传感器不需要静态 TF。
• 所有 Sensor Bridge 登记的静态变换，由子系统合并成一条锁存的 /tf_static 消息，QoS 是 reliable / transient_local / 1。变换集合变化时和每次重连后，它会重新发布。
• 同一个 child frame 被多个组件设置时，后注册的生效，内容不同时记 Warning。
• 订阅 /tf_static 的节点要用 transient_local，才能拿到锁存的消息。

动态 odom → base_link

• 取所属 Actor 上第一个里程计传感器，每个有效样本发布一条到 /tf（reliable / volatile / 100），时间戳是样本的仿真时间。Publish Invalid Samples 开启时，无效样本也发布。
• 前提是这个传感器跟踪的组件就是基组件，并且它的 Odometry Frame Id 和 Child Frame Id 与组件的 Odometry Frame 和基坐标系一致。否则日志里记 Error，动态 TF 关闭，组件仍然是 Ready。
• Publish Dynamic TF 和 Publish Static Sensor TF 可以分别关闭两类 TF。

多个机器人

同一个世界里有多个机器人时，/tf、/tf_static 和 /clock 是共享的，frame id 重名会冲突，静态 TF 里后注册的会覆盖先注册的。

• 开启 Prefix Frames with Namespace：所有 frame id 变成 <namespace>/<frame>，例如 robot1/base_link、robot1/odom 和 robot1/rgb_camera_optical。已经以命名空间开头的不会重复加，世界参考的位姿所用的 world 不加前缀。
• 或者给每个机器人设不同的 Base Frame Override 和传感器 Frame Id。

/clock 与 use_sim_time

• 子系统在 Publish Clock 开启（默认）且桥已连接时，每个世界 Tick 向 Clock Topic（默认 /clock）发布一条 rosgraph_msgs/msg/Clock，QoS 是 reliable / volatile / 10。
• 时间是 uBot 仿真时间，基准是世界的游戏时间，遵循暂停和时间膨胀，不是墙上时间。每个新的 PIE 或 Game 会话从 0 开始，见仿真时钟与采样调度。
• 暂停时子系统仍在 Tick，所以 /clock 继续以冻结的值发布；暂停时传感器不采样。
• Clock Topic 在运行中改动会重建发布者；它不是合法的绝对话题时，/clock 不发布，日志里记一条 Warning。

ROS 2 节点要使用仿真时间，启动时把 use_sim_time 设为 true：

ros2 run <package> <executable> --ros-args -p use_sim_time:=true
ros2 launch <package> <launch file> use_sim_time:=true   # 取决于 launch 文件是否暴露该参数

新的 PIE 会话把时间重新从 0 开始，对 ROS 2 来说是时间回跳，TF 缓冲等通常会被清空。桥节点本身不使用时间戳。

相关页面

• 发布传感器数据：传感器消息的 frame_id 和时间戳。
• 坐标系与单位：UE 到 ROS 的位置、旋转和角速度换算。
• 标识与命名：命名空间和基坐标系怎么确定。
• uBotROS 设置项：Publish Clock 和 Clock Topic。