geometry_msgs::msg::PointStamped 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三维点。它包含一个 std_msgs::msg::Header 和一个 geometry_msgs::msg::Point。这种消息类型在需要记录点的时间和坐标系信息的场景中非常有用，例如机器人导航、传感器数据处理和多机器人系统中的数据同步。

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三维点来表示目标位置、路径点和障碍物位置。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

• 目标位置：使用 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示机器人导航的目标位置。例如，在送货机器人任务中，使用 PointStamped 消息表示目标位置，以引导机器人前往目的地，并记录目标位置的时间和坐标系信息。
• 路径点：使用 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示机器人导航路径上的关键点。例如，在机器人路径规划任务中，使用 PointStamped 消息表示路径上的关键点，以引导机器人沿着预定路径行驶，并记录路径点的时间和坐标系信息。
• 障碍物位置：使用 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示环境中的障碍物位置。例如，在机器人避障任务中，使用 PointStamped 消息表示障碍物的位置，以帮助机器人避开障碍物，并记录障碍物位置的时间和坐标系信息。

2. 传感器数据处理

场景描述

在传感器数据处理中，需要使用带有时间戳和坐标系信息的三维点来表示传感器数据中的位置信息。这对于提高机器人的感知能力和操作精度非常重要。

具体应用

• 激光雷达数据处理：使用 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示激光雷达数据中的点云信息。例如，在机器人导航任务中，使用 PointStamped 消息表示激光雷达扫描得到的障碍物位置，以进行避障和路径规划，并记录障碍物位置的时间和坐标系信息。
• 视觉传感器数据处理：使用 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示视觉传感器数据中的特征点位置。例如，在机器人视觉任务中，使用 PointStamped 消息表示相机捕捉到的特征点位置，以进行物体识别和定位，并记录特征点位置的时间和坐标系信息。
• 多传感器融合：在多传感器融合算法中，结合 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示的位置信息与其他传感器数据（如IMU、GPS），提供更准确的状态估计和环境感知。例如，在机器人导航任务中，使用多传感器融合算法提高导航精度，并记录传感器数据的时间和坐标系信息。

3. 多机器人系统

场景描述

在多机器人系统中，需要使用带有时间戳和坐标系信息的三维点来进行数据同步和协同操作。这对于实现多机器人系统的协同工作和信息共享非常重要。

具体应用

• 位置共享：使用 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示机器人之间共享的位置数据。例如，在多机器人协同任务中，使用 PointStamped 消息表示机器人之间共享的目标位置和路径点，以实现协同导航和任务分配，并记录位置数据的时间和坐标系信息。
• 状态同步：使用 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示机器人之间同步的状态数据。例如，在多机器人系统中，使用 PointStamped 消息表示机器人之间同步的位置信息，以实现状态同步和协同操作，并记录状态数据的时间和坐标系信息。
• 协同避障：使用 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示机器人之间共享的障碍物位置数据。例如，在多机器人避障任务中，使用 PointStamped 消息表示机器人之间共享的障碍物位置，以实现协同避障和路径规划，并记录障碍物位置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三维点来表示飞行路径上的关键点和目标位置。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

• 飞行路径规划：使用 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示无人机飞行路径上的关键点。例如，在无人机巡检任务中，使用 PointStamped 消息表示巡检路径上的关键点，以引导无人机沿着预定路径飞行，并记录路径点的时间和坐标系信息。
• 目标位置标定：使用 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示无人机飞行的目标位置。例如，在无人机送货任务中，使用 PointStamped 消息表示目标位置，以引导无人机前往目的地，并记录目标位置的时间和坐标系信息。
• 避障控制：使用 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示环境中的障碍物位置。例如，在无人机避障任务中，使用 PointStamped 消息表示激光雷达或深度相机检测到的障碍物位置，以帮助无人机避开障碍物，并记录障碍物位置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三维点来表示末端执行器的目标位置和路径点。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

• 抓取与放置：使用 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示机械臂末端执行器的目标位置。例如，在机器人装配任务中，使用 PointStamped 消息表示抓取和放置的位置，以引导机械臂进行精确操作，并记录目标位置的时间和坐标系信息。
• 路径规划：使用 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示机械臂运动路径上的关键点。例如，在机器人焊接任务中，使用 PointStamped 消息表示焊接路径上的关键点，以引导机械臂沿着预定路径运动，并记录路径点的时间和坐标系信息。
• 避障控制：使用 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示环境中的障碍物位置。例如，在机器人搬运任务中，使用 PointStamped 消息表示激光雷达或深度相机检测到的障碍物位置，以帮助机械臂避开障碍物，并记录障碍物位置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三维点来表示导航路径上的关键点和目标位置。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

• 路径跟踪：使用 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示自动驾驶车辆导航路径上的关键点。例如，在自动驾驶车辆导航任务中，使用 PointStamped 消息表示路径上的关键点，以引导车辆沿着预定路径行驶，并记录路径点的时间和坐标系信息。
• 停车控制：使用 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示自动驾驶车辆的停车位置。例如，在自动停车任务中，使用 PointStamped 消息表示停车位置，以引导车辆进行精确停车，并记录停车位置的时间和坐标系信息。
• 避障控制：使用 geometry_msgs::msg::PointStamped 表示环境中的障碍物位置。例如，在自动驾驶车辆避障任务中，使用 PointStamped 消息表示激光雷达或深度相机检测到的障碍物位置，以帮助车辆避开障碍物，并记录障碍物位置的时间和坐标系信息。
  定义

定义

namespace geometry_msgs
{
namespace msg
{struct PointStamped
{std_msgs::msg::Header header;geometry_msgs::msg::Point point;
};}  // 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，表示点所在的坐标系。
• point：点在三维空间中的坐标。
  • x：点在 x 轴上的坐标。
  • y：点在 y 轴上的坐标。
  • z：点在 z 轴上的坐标。

案例

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "geometry_msgs/msg/point_stamped.hpp"class PointStampedPublisher : public rclcpp::Node
{
public:PointStampedPublisher() : Node("point_stamped_publisher"){publisher_ = this->create_publisher<geometry_msgs::msg::PointStamped>("point_stamped_topic", 10);timer_ = this->create_wall_timer(500ms, std::bind(&PointStampedPublisher::publish_point_stamped, this));}private:void publish_point_stamped(){auto message = geometry_msgs::msg::PointStamped();message.header.stamp = this->now();message.header.frame_id = "map";message.point.x = 1.0;message.point.y = 2.0;message.point.z = 3.0;publisher_->publish(message);}rclcpp::Publisher<geometry_msgs::msg::PointStamped>::SharedPtr publisher_;rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_;
};int main(int argc, char *argv[])
{rclcpp::init(argc, argv);rclcpp::spin(std::make_shared<PointStampedPublisher>());rclcpp::shutdown();return 0;
}