1. 前言

學習目標

在本示例中，你將學習如何：

• 使用 TF 發布器將相機作為 TF 樹的一部分發布

• 在 TF 上發布機械臂／可動結構（articulation）的樹狀結構

• 發布里程計（Odometry）消息

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開始之前

前置條件

• 已完成 “ROS 相機” 和 “URDF 導入：Turtlebot” 教程

• 已啟用 ROS Bridge，且 roscore 正在運行

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2. TF 樹發布器

假設你已經完成了 ROS 相機教程，并且場景中已有兩臺相機。接下來，我們要把它們添加到 TF 樹里，這樣就能實時跟蹤它們在全局坐標系中的位置了。

1. 打開或新建一個 Action Graph

   • 轉到 Window → Visual Scripting → Action Graph，打開一個新的或已有的可視化腳本編輯窗口。

2. 添加 ROS1 Publish Transform Tree 節點

   • 在圖中拖入一個 ROS1 Publish Transform Tree 節點。

   • 將它的輸入連接到 On Playback Tick（每幀觸發）和 Isaac Read Simulation Time（仿真時間）節點，如下示例布局。

3. 配置目標 Prim

   • 選中 ROS1 Publish Transform Tree 節點，在 Property 面板的 targetPrims 字段中填寫：

4. 查看 TF 樹 : rostopic echo /tf
   

3.?關節式機器人坐標變換

要獲取關節式機器人中每個連桿（linkage）的坐標變換，只需將機器人的根 Articulation Root 加入 targetPrims 字段。Articulation Root 之后的所有連桿都會被自動發布。

• 在 targetPrims 字段中添加：

/World/turtlebot3_burger

在 ROS 終端運行：?rostopic echo /tf

驗證機器人所有連桿（無論是固定的還是可動的）的變換是否都發布到了 /tf 話題。

重要提示
如果你發現對關節式機器人生成的 TF 樹選錯了根連桿（root link），可以手動指定 Articulation Root。
這種情況常見于使用 URDF Importer 導入機器人時，勾選了 “Merge Fixed Link” 選項，或是移動機器人模型。

1. 在 Stage Tree 中選中機器人的根 Prim，在它的 Raw USD Properties 面板里找到 Articulation Root 部分，點擊右上角的 X 將其刪除。

2. 在 Stage Tree 中選中你想設為根的連桿，在它的 Raw USD Properties 面板里點擊 + ADD，選擇 Physics > Articulation Root，將其添加。

我是通過python腳本修改的，因為我沒有添加root的選項，又找不到：

只能通過代碼修改：

from pxr import Usd, UsdPhysics, UsdGeom# 打開當前 Stage
stage = Usd.Stage.Open("path/to/your/scene.usd")# 定位到你的機器人根 Xform（比如：/World/robot_root）
robot_root = stage.GetPrimAtPath("/World/robot_root")
if not robot_root:raise RuntimeError("找不到 /World/robot_root")# 確保它是一個 Xform
UsdGeom.XformCommonAPI(robot_root).GetResetXformStack()# 給它附上 ArticulationRoot API
UsdPhysics.ArticulationRootAPI.Apply(robot_root)# 保存
stage.GetRootLayer().Save()

4.?發布相對坐標變換

????????默認情況下，所有變換都是相對于世界坐標系（/World）。例如，你可以看到 TurtleBot 的 /base_link 變換是相對于 /World 發布的。
如果想讓變換相對于其他坐標系（比如某個相機），請在 parentPrim 字段中指定該父坐標系。

本示例中，我們希望 TurtleBot 的所有 Prim 都以 /base_link 作為父坐標系：

• 在 parentPrim 字段中填入：

/World/turtlebot3_burger/base_link

• 在修改屬性后，務必先 Stop 再 Play 仿真，以驗證 /base_link 是否已成為所有機器人連桿和相機幀的父坐標系。

5. Odometry發布器

把之前的tf圖刪掉，重新在Odometry中構建，否則會有兩個Transform Tree，導致沖突！！！

要設置Odometry發布器，請按照下圖所示構建一個 Action Graph：

1. 在 Create → Visual Scripting → Action Graph 中新建或打開一個 Action Graph。

2. 向圖中添加以下節點，并用 On Playback Tick 觸發它們，每幀執行一次：

   • Isaac Read Simulation Time：讀取仿真時間。

   • Isaac Compute Odometry：計算機器人當前位置。

   • ROS1 Publish Odometry：將里程計消息發布到 /odom 話題。

   • ROS1 Publish Transform Tree（或 Raw TF 發布器）：將從 /odom 到 /base_link 的單一坐標變換發布到 TF。

3. 在 Isaac Compute Odometry 節點的屬性面板（Property）中，將 Chassis Prim 輸入字段設置為你的 TurtleBot 實例（例如 /World/turtlebot3_burger），這樣該節點就能根據機器人底盤計算 Odometry 。

4. 啟動仿真并運行以下命令，查看構建好的 TF 樹：rosrun rqt_tf_tree rqt_tf_tree

6. 測試TurtleBot

rosrun rviz rviz，然后添加工具驗證功能。