TFフレームと座標系¶

フレーム階層¶

graph TD
    map["map<br/><i>グローバル座標系</i>"]
    odom["odom<br/><i>オドメトリ座標系</i>"]
    base_link["base_link<br/><i>ロボット中心</i>"]
    livox_frame["livox_frame<br/><i>LiDARセンサ</i>"]
    camera_init["camera_init<br/><i>FAST-LIO基準点</i>"]

    map -->|"static_transform_publisher<br/>恒等変換<br/>※localization無効時"| odom
    map -.->|"localization_node<br/>NDT/ICP動的TF<br/>※localization有効時"| odom
    odom -->|"odom_bridge_node<br/>動的TF"| base_link
    base_link -->|"static_transform_publisher<br/>z=+0.5m, roll=π"| livox_frame
    odom -.->|"odom_bridge_node<br/>FAST-LIOモードのみ"| camera_init

    style camera_init fill:#fff3e0,stroke-dasharray: 5 5

各フレームの説明¶

map¶

グローバル固定座標系。core1_field.png のOccupancyGridはこのフレームで配信されます。

• 原点: マップ画像の左下隅（map_name プリセットにより異なる。core1_field: origin_x=-13.675, origin_y=-9.15）
• 向き: ROS標準（X=前方, Y=左方）

odom¶

オドメトリ座標系。デフォルトでは map との間は恒等変換（静的TF）です。use_localization:=true で起動した場合は、localization_node がNDT/ICPの結果に基づいて map→odom を動的に更新します。

base_link¶

ロボット中心の座標系。odom_bridge_node が odom → base_link の動的TFをブロードキャストします。

livox_frame¶

Livox Mid-360 LiDARの座標系。base_link から z=+0.5m の高さに設置され、roll=π（X軸周りに180度回転）されています。

camera_init（FAST-LIOモードのみ）¶

FAST-LIOの基準フレーム。FAST-LIOモードでのみ odom_bridge_node が初回メッセージ受信時にTFをブロードキャストします（StaticTransformBroadcaster で一度だけ配信）。変換は rot_z(init_yaw) * rot_x(π) で、camera_init座標系（X=前方, Y=右方, Z=下方）をodom座標系に合わせます。

座標変換¶

Unityシミュレータ → ROS2¶

odom_bridge_node がUnityの座標系をROS2に変換します。

変換式:

odom_x = -sim_y + offset_x
odom_y =  sim_x + offset_y
odom_yaw = sim_yaw + π/2

初回メッセージ受信時に init_x, init_y パラメータからオフセットを自動計算します。

FAST-LIO → ROS2¶

FAST-LIOは camera_init フレーム（X=前方, Y=右方, Z=下方）で出力します。

変換式:

odom_x = init_x + cos(yaw_offset) * dx - sin(yaw_offset) * dy
odom_y = init_y + sin(yaw_offset) * dx + cos(yaw_offset) * dy
odom_yaw = -ci_yaw + yaw_offset

dx, dy は初回位置からの変位、yaw_offset は init_yaw パラメータから自動計算されます。