Robot Operating System——带有时间戳和坐标系信息的多边形信息

geometry_msgs::msg::PolygonStamped 是 ROS 2 中的一个消息类型，用于表示带有时间戳和坐标系信息的多边形。它包含一个 std_msgs::msg::Header 和一个 geometry_msgs::msg::Polygon。这种消息类型在需要记录多边形的时间和坐标系信息的场景中非常有用，例如机器人导航、环境建模、路径规划和避障等。

应用场景

1. 机器人导航

场景描述

在机器人导航中，需要使用带有时间戳和坐标系信息的多边形来表示导航区域、障碍物和路径。这对于实现机器人在复杂环境中的自主导航和避障至关重要。

具体应用

• 导航区域：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示机器人可以导航的区域。例如，在室内导航任务中，使用 PolygonStamped 消息表示机器人可以行驶的区域，以进行路径规划和导航，并记录导航区域的时间和坐标系信息。
• 障碍物表示：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示环境中的障碍物。例如，在机器人避障任务中，使用 PolygonStamped 消息表示障碍物的边界，以帮助机器人避开障碍物，并记录障碍物的时间和坐标系信息。
• 路径规划：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示机器人导航路径上的关键区域。例如，在机器人路径规划任务中，使用 PolygonStamped 消息表示路径上的关键区域，以引导机器人沿着预定路径行驶，并记录路径区域的时间和坐标系信息。

2. 环境建模

场景描述

在环境建模中，需要使用带有时间戳和坐标系信息的多边形来表示环境中的物体和区域。这对于构建精确的环境模型和进行环境感知非常重要。

具体应用

• 房间建模：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示房间的边界。例如，在室内环境建模任务中，使用 PolygonStamped 消息表示房间的边界，以构建室内环境模型，并记录房间边界的时间和坐标系信息。
• 物体表示：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示环境中的物体边界。例如，在物体识别任务中，使用 PolygonStamped 消息表示物体的边界，以进行物体识别和定位，并记录物体边界的时间和坐标系信息。
• 区域划分：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示环境中的不同区域。例如，在环境监测任务中，使用 PolygonStamped 消息表示监测区域的边界，以进行区域划分和监测，并记录区域边界的时间和坐标系信息。

3. 路径规划

场景描述

在路径规划中，需要使用带有时间戳和坐标系信息的多边形来表示路径上的关键区域和障碍物。这对于实现机器人在复杂环境中的路径规划和导航非常重要。

具体应用

• 关键区域表示：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示路径上的关键区域。例如，在机器人路径规划任务中，使用 PolygonStamped 消息表示路径上的关键区域，以引导机器人沿着预定路径行驶，并记录关键区域的时间和坐标系信息。
• 障碍物避让：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示路径上的障碍物。例如，在机器人避障任务中，使用 PolygonStamped 消息表示路径上的障碍物，以帮助机器人避开障碍物，并记录障碍物的时间和坐标系信息。
• 路径优化：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示路径上的优化区域。例如，在机器人路径优化任务中，使用 PolygonStamped 消息表示路径上的优化区域，以进行路径优化和导航，并记录优化区域的时间和坐标系信息。

4. 无人机飞行控制

场景描述

在无人机飞行控制中，需要使用带有时间戳和坐标系信息的多边形来表示飞行区域和障碍物。这对于实现无人机在三维空间中的稳定飞行和精确操作非常重要。

具体应用

• 飞行区域表示：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示无人机可以飞行的区域。例如，在无人机巡检任务中，使用 PolygonStamped 消息表示无人机可以飞行的区域，以进行飞行路径规划和导航，并记录飞行区域的时间和坐标系信息。
• 障碍物表示：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示飞行路径上的障碍物。例如，在无人机避障任务中，使用 PolygonStamped 消息表示飞行路径上的障碍物，以帮助无人机避开障碍物，并记录障碍物的时间和坐标系信息。
• 飞行路径规划：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示飞行路径上的关键区域。例如，在无人机飞行路径规划任务中，使用 PolygonStamped 消息表示飞行路径上的关键区域，以引导无人机沿着预定路径飞行，并记录关键区域的时间和坐标系信息。

5. 机械臂运动控制

场景描述

在机械臂运动控制中，需要使用带有时间戳和坐标系信息的多边形来表示工作空间和障碍物。这对于实现机械臂在工作空间中的精确操作非常重要。

具体应用

• 工作空间表示：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示机械臂的工作空间。例如，在机器人装配任务中，使用 PolygonStamped 消息表示机械臂的工作空间，以进行路径规划和操作，并记录工作空间的时间和坐标系信息。
• 障碍物表示：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示工作空间中的障碍物。例如，在机器人避障任务中，使用 PolygonStamped 消息表示工作空间中的障碍物，以帮助机械臂避开障碍物，并记录障碍物的时间和坐标系信息。
• 路径规划：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示机械臂运动路径上的关键区域。例如，在机器人焊接任务中，使用 PolygonStamped 消息表示焊接路径上的关键区域，以引导机械臂沿着预定路径运动，并记录关键区域的时间和坐标系信息。

6. 自动驾驶车辆控制

场景描述

在自动驾驶车辆控制中，需要使用带有时间戳和坐标系信息的多边形来表示导航区域和障碍物。这对于实现自动驾驶车辆在复杂交通环境中的自主行驶和精确导航非常重要。

具体应用

• 导航区域表示：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示自动驾驶车辆可以行驶的区域。例如，在自动驾驶车辆导航任务中，使用 PolygonStamped 消息表示车辆可以行驶的区域，以进行路径规划和导航，并记录导航区域的时间和坐标系信息。
• 障碍物表示：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示导航路径上的障碍物。例如，在自动驾驶车辆避障任务中，使用 PolygonStamped 消息表示导航路径上的障碍物，以帮助车辆避开障碍物，并记录障碍物的时间和坐标系信息。
• 路径规划：使用 geometry_msgs::msg::PolygonStamped 表示导航路径上的关键区域。例如，在自动驾驶车辆路径规划任务中，使用 PolygonStamped 消息表示导航路径上的关键区域，以引导车辆沿着预定路径行驶，并记录关键区域的时间和坐标系信息。

定义

namespace geometry_msgs
{
namespace msg
{struct PolygonStamped
{std_msgs::msg::Header header;geometry_msgs::msg::Polygon polygon;
};}  // namespace msg
}  // namespace geometry_msgs

字段解释

• header：包含时间戳和坐标系信息的头部。
  • stamp：时间戳，表示消息生成的时间。
  • frame_id：坐标系的ID，表示多边形所在的坐标系。
• polygon：表示多边形的顶点数组，每个顶点由 geometry_msgs::msg::Point32 表示。
  • points：点数组，每个点包含 x、y 和 z 坐标。

案例

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "geometry_msgs/msg/polygon_stamped.hpp"
#include "geometry_msgs/msg/point32.hpp"class PolygonStampedPublisher : public rclcpp::Node
{
public:PolygonStampedPublisher() : Node("polygon_stamped_publisher"){publisher_ = this->create_publisher<geometry_msgs::msg::PolygonStamped>("polygon_stamped_topic", 10);timer_ = this->create_wall_timer(500ms, std::bind(&PolygonStampedPublisher::publish_polygon_stamped, this));}private:void publish_polygon_stamped(){auto message = geometry_msgs::msg::PolygonStamped();message.header.stamp = this->now();message.header.frame_id = "map";geometry_msgs::msg::Point32 point1, point2, point3;point1.x = 0.0;point1.y = 0.0;point1.z = 0.0;point2.x = 1.0;point2.y = 0.0;point2.z = 0.0;point3.x = 0.5;point3.y = 1.0;point3.z = 0.0;message.polygon.points.push_back(point1);message.polygon.points.push_back(point2);message.polygon.points.push_back(point3);publisher_->publish(message);}rclcpp::Publisher<geometry_msgs::msg::PolygonStamped>::SharedPtr publisher_;rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_;
};int main(int argc, char *argv[])
{rclcpp::init(argc, argv);rclcpp::spin(std::make_shared<PolygonStampedPublisher>());rclcpp::shutdown();return 0;
}