Robot Operating System——一组三维空间中的位姿（位置和方向）

geometry_msgs::msg::PoseArray 是 ROS 2 中的一个消息类型，用于表示一组三维空间中的位姿（位置和方向）。它包含一个 std_msgs::msg::Header 和一个 std::vector<geometry_msgs::msg::Pose>，分别表示消息头和位姿数组。PoseArray 在机器人导航、运动规划、物体识别和跟踪、环境建模等场景中非常有用。

应用场景

1. 机器人导航

场景描述

在机器人导航中，需要使用位姿数组来表示路径上的多个关键点。这对于实现机器人在环境中的自主导航和路径规划非常重要。

具体应用

• 路径表示：使用 geometry_msgs::msg::PoseArray 表示机器人导航路径上的多个关键点。例如，在移动机器人导航任务中，使用 PoseArray 消息表示路径上的多个关键点，以进行路径规划和导航。
• 路径优化：使用 geometry_msgs::msg::PoseArray 表示优化后的路径。例如，在机器人路径优化任务中，使用 PoseArray 消息表示优化后的路径，以提高导航效率和精度。

2. 运动规划

场景描述

在运动规划中，需要使用位姿数组来表示机器人运动路径上的多个关键点。这对于实现机器人在三维空间中的精确运动规划非常重要。

具体应用

• 运动路径表示：使用 geometry_msgs::msg::PoseArray 表示机器人运动路径上的多个关键点。例如，在机器人运动规划任务中，使用 PoseArray 消息表示运动路径上的多个关键点，以进行运动规划和控制。
• 运动轨迹记录：使用 geometry_msgs::msg::PoseArray 表示机器人运动过程中的轨迹。例如，在机器人运动任务中，使用 PoseArray 消息记录机器人运动过程中的轨迹，以进行运动分析和优化。

3. 物体识别和跟踪

场景描述

在物体识别和跟踪中，需要使用位姿数组来表示多个物体的位姿。这对于实现多物体的识别、跟踪和操作非常重要。

具体应用

• 多物体识别：使用 geometry_msgs::msg::PoseArray 表示多个物体的位姿。例如，在机器人视觉任务中，使用 PoseArray 消息表示相机捕捉到的多个物体的位姿，以进行物体识别和定位。
• 多物体跟踪：使用 geometry_msgs::msg::PoseArray 表示多个物体的位姿。例如，在机器人跟踪任务中，使用 PoseArray 消息表示多个物体的位姿，以进行物体跟踪和操作。

4. 环境建模

场景描述

在环境建模中，需要使用位姿数组来表示环境中的多个关键点或特征点。这对于实现环境的三维建模和重建非常重要。

具体应用

• 特征点表示：使用 geometry_msgs::msg::PoseArray 表示环境中的多个特征点。例如，在机器人建图任务中，使用 PoseArray 消息表示环境中的多个特征点，以进行环境建模和重建。
• 关键点表示：使用 geometry_msgs::msg::PoseArray 表示环境中的多个关键点。例如，在机器人导航任务中，使用 PoseArray 消息表示环境中的多个关键点，以进行路径规划和导航。

5. 仿真环境

场景描述

在仿真环境中，需要使用位姿数组来表示多个物体的位姿。这对于实现仿真环境中的精确计算和模拟非常重要。

具体应用

• 物体位姿仿真：使用 geometry_msgs::msg::PoseArray 表示多个物体的位姿。例如，在机器人仿真任务中，使用 PoseArray 消息表示多个物体的位姿，以进行运动仿真和控制。
• 轨迹仿真：使用 geometry_msgs::msg::PoseArray 表示物体运动过程中的轨迹。例如，在机器人仿真任务中，使用 PoseArray 消息表示物体运动过程中的轨迹，以进行运动仿真和控制。

定义

namespace geometry_msgs
{
namespace msg
{struct PoseArray
{std_msgs::msg::Header header;std::vector<geometry_msgs::msg::Pose> poses;
};}  // namespace msg
}  // namespace geometry_msgs

字段解释

• header：消息头，包含时间戳和坐标系信息。
• poses：位姿数组，包含多个 geometry_msgs::msg::Pose，每个 Pose 表示一个位姿。

案例

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "geometry_msgs/msg/pose_array.hpp"
#include "geometry_msgs/msg/pose.hpp"
#include "std_msgs/msg/header.hpp"class PoseArrayPublisher : public rclcpp::Node
{
public:PoseArrayPublisher() : Node("pose_array_publisher"){publisher_ = this->create_publisher<geometry_msgs::msg::PoseArray>("pose_array_topic", 10);timer_ = this->create_wall_timer(500ms, std::bind(&PoseArrayPublisher::publish_pose_array, this));}private:void publish_pose_array(){auto message = geometry_msgs::msg::PoseArray();message.header.stamp = this->now();message.header.frame_id = "map";geometry_msgs::msg::Pose pose1;pose1.position.x = 1.0;pose1.position.y = 2.0;pose1.position.z = 3.0;pose1.orientation.x = 0.0;pose1.orientation.y = 0.0;pose1.orientation.z = 0.0;pose1.orientation.w = 1.0;geometry_msgs::msg::Pose pose2;pose2.position.x = 4.0;pose2.position.y = 5.0;pose2.position.z = 6.0;pose2.orientation.x = 0.0;pose2.orientation.y = 0.0;pose2.orientation.z = 0.0;pose2.orientation.w = 1.0;message.poses.push_back(pose1);message.poses.push_back(pose2);publisher_->publish(message);}rclcpp::Publisher<geometry_msgs::msg::PoseArray>::SharedPtr publisher_;rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_;
};int main(int argc, char *argv[])
{rclcpp::init(argc, argv);rclcpp::spin(std::make_shared<PoseArrayPublisher>());rclcpp::shutdown();return 0;
}