1.ROS学习笔记-机器人导航(仿真)2-路径规划move_base
2.ROS中MPC局部路径规划器使用方法及源码流程解读
3.路径规划之Rviz
4.ROS入门教程-理论与实践(7.2.4 导航实现04_路径规划)
5.move_base用的源码什么跟踪控制算法
ROS学习笔记-机器人导航(仿真)2-路径规划move_base
路径规划是导航系统的核心组件之一,move_base 功能包由 ROS 的分析 navigation 包集成,负责根据预设的源码目标点控制机器人底盘运动至目标位置,同时持续反馈机器人状态和目标点状态信息。分析move_base 的源码实现主要依赖于全局路径规划与本地路径规划的协作。导航系统的分析android 看源码安装通过命令行完成,具体操作为:sudo apt install ros--navigation。源码
move_base 功能包的分析核心节点是 move_base,它提供了丰富的源码动作、话题和服务接口供调用。分析动作接口包括:move_base/goal、源码move_base/cancel、分析move_base/feedback、源码move_base/status、分析move_base/result,源码分别用于发送目标、取消任务、接收反馈、获取状态和反馈结果。订阅的没源码封包加密话题包括:move_base_simple/goal,用于接收目标点信息。发布的话题为:cmd_vel,用于控制机器人移动。服务接口包括:~make_plan、~clear_unknown_space 和 ~clear_costmaps,用于路径规划和地图清理。参数配置参考 ROS 官网。
路径规划涉及代价地图的构建,代价地图是基于静态地图优化后的版本,用于表示障碍物概率和潜在路径成本。代价地图分为全局成本地图与本地成本地图,分别用于全局路径规划与局部路径规划,可以实现多层叠加,适应不同场景需求。在 ROS 中,代价地图的计算依赖于算法逻辑,通常以距离机器人中心的距离和栅格灰度值作为参数。
在使用 move_base 进行路径规划时,首先需要启动 move_base 功能包下的注册推广系统源码 move_base 节点,并进行参数配置。参数配置通常涉及机器人的尺寸、安全距离、传感器信息、成本地图参数、局部规划器参数等。配置文件可以从成熟的机器人路径规划实现中获取,例如 turtlebot3 的配置文件。集成地图服务、amcl、move_base 与 Rviz 等组件后,可以实现导航功能。导航测试包括启动仿真环境、调用相关 launch 文件、添加 Rviz 组件并设置全局与本地代价地图参数,最后通过 Rviz 设置导航目标点,实现导航操作。在导航过程中,机器人能够自动检测并躲避新添加的借贷网站源码程序障碍物,确保安全导航。
ROS中MPC局部路径规划器使用方法及源码流程解读
本文将详细介绍ROS导航框架中MPC局部路径规划器mpc_local_planner的使用方法,并对其源码进行解读,梳理其规划流程。内容分为MPC模型预测控制算法简介、mpc_local_planner使用方法、mpc_local_planner源码解读与规划流程梳理三个部分。
一、MPC模型预测控制算法简介
MPC的设计和实施包含三个步骤。首先在k时刻,需要估计/测量出系统当前状态。MPC的优点在于处理多变量、多约束系统,适应动态环境,并提供优化性能。但它的计算复杂度较高,适用于需要高精度控制的应用。
二、mpc_local_planner使用方法
在ROS现有开源MPC模型预测控制算法的Thinkphp贷超市源码局部路径规划器插件中,mpc_local_planner功能包广受欢迎。它与teb_local_planner出自同一研究机构,因此在流程及上有许多相似之处。以下是mpc_local_planner的使用步骤:
1. 下载mpc_local_planner功能包并将其放置在ROS工作空间的src文件夹下。
2. 配置环境,执行以下指令安装所需依赖和环境。
3. 使用catkin_make对mpc_local_planner功能包进行编译。
4. 可根据需要执行以下语句中的一个或多个,来使用功能包自带的示例,对功能包是否能够正常工作,并可对其性能进行测试。
5. 在启动move_base的launch文件中,配置局部路径规划器插件为mpc_local_planner/MpcLocalPlannerROS,并根据机器人的实际情况,设定参数clearing_rotation_allowed的值来设定在规划时是否允许机器人旋转。
6. 在上述move_base节点配置中调用mpc_local_planner的参数配置文件mpc_local_planner_params.yaml。
7. 进行效果测试,并根据测试效果对参数进行调节。
路径规划之Rviz
ROS 提供了一系列的linux下的工具,使用户能够轻松调试路径规划的结果。
Rviz 在路径规划中扮演着图形化显示的角色,它能够发布目标终点并呈现循路径过程中的界面。
以下是一些需要发布的话题:/map, /move_base/local_costmap/costmap, /scan, /initialpose, /move_base_simple/goal, /move_base/current_goal, /vesc/odom, /move_base/TebLocalPlannerROS/global_plan。
在 Rviz 中,您需要订阅以下话题以更新地图上的位置显示:/clicked_point, /move_base/TebLocalPlannerROS/teb_poses。
如何在 Rviz 中显示实时规划出来的路径?可以使用 nav_msgs::Path 类型。
在实际应用中,可能会遇到一些问题,例如缺乏全局路径信息,导致规划结果不符合期望。这可能是因为没有理解如何与地图协调,虽然理论上所有通信都应通过 ROS topic 进行。
有关地图配置,有两个重要的部分:costmap-xxx-params.yaml 和 xxx-walker.world。前者是在 xxx-navigation.launch 中调用的,用于设置属性;后者包含了实际的地图数据。
在地震灾难场景下,可能无法进行全局规划,只能进行基于“看到阳光 洞口”的局部规划。
以下是一些与路径规划相关的系统信息:
[ INFO] [., .]: move_base
[ INFO] [., .]: GlobalPlanner::call makePlanService [-0./-0./-0.] ~ [7./-0./0.]
[ INFO] [., .]: world to map
[ INFO] [., .]: AStarExpansion::calculatePotentials
[ INFO] [., .]: AStar consume CYCLES /
[ INFO] [., .]: GlobalPlanner::publish nav_msgs::OccupancyGrid [ 0. --> -.&-.] -1 -1
[ INFO] [., .]: GradientPath::GetPath
[ INFO] [., .]: GlobalPlanner::GetPath
[ INFO] [., .]: GlobalPlanner::publishPlan , ready to show in Rviz
[ INFO] [., .]: Got new plan
[ INFO] [., .]: dwa set Plan
ROS入门教程-理论与实践(7.2.4 导航实现_路径规划)
路径规划在机器人导航中扮演着核心角色,ROS的navigation功能集中的move_base包正是实现这一功能的关键工具。move_base简介与节点
move_base通过基于动作的路径规划,接收目标点并控制机器人移动,实时反馈机器人状态和目标点信息。它由全局和本地路径规划模块组成,且已整合在navigation包中,安装命令为:sudo apt install ros-navigation。节点详细说明
move_base的核心节点包含多个动作、订阅/发布的话题和服务,如订阅的move_base/goal和cancel动作,以及goal、feedback、status和result发布的话题。订阅的Topic有move_base_simple/goal,发布Topic为cmd_vel,服务包括make_plan、clear_unknown_space和clear_costmaps。参数设置请参考官方文档。代价地图与move_base配置
机器人导航依赖于地图,ROS中的地图由灰度值表示障碍物概率。静态地图需配合实时障碍物数据和膨胀区等信息。move_base涉及两张代价地图:global_costmap和local_costmap,它们各自负责全局和本地路径规划,通过多层叠加提供不同层级信息。实际应用与参数配置
虽然move_base包含了路径规划算法,但需根据机器人特性进行个性化配置。例如,通过launch文件启动move_base,可指定参数加载、重生选项和yaml配置文件。通过costmap_common_params.yaml等文件调整机器人尺寸、安全距离和传感器参数,以及global_costmap_params.yaml、local_costmap_params.yaml和base_local_planner_params.yaml等文件,来优化路径规划和避障策略。避免假死现象
通过调整全局和本地路径规划的参数,可以在保持安全距离的同时,使机器人在局部规划时更灵活,防止进入膨胀区域。集成与测试
在实际应用中,需与Gazebo仿真环境、amcl和Rviz等工具集成。设置好全局和本地代价地图及导航组件后,可以通过Rviz设置目标实现导航,同时机器人能动态避开新障碍。move_base用的什么跟踪控制算法
move_base是ROS(机器人操作系统)中的一个功能包,用于导航机器人到达目标位置。它使用的是一个基于全局路径规划和局部路径跟踪的控制算法。
在move_base中,全局路径规划使用的是Dijkstra算法、A*算法或者其他路径规划算法,根据地图中的障碍物和目标位置,计算出一条可行的全局路径。
而局部路径跟踪则使用的是一个叫做DWA(Dynamic Window Approach)的控制算法。DWA算法通过动态窗口搜索的方式,在机器人周围生成一系列可能的速度命令。然后,根据预先定义的评估函数,选择最优的速度命令,使机器人在不与障碍物碰撞的情况下,尽可能快地沿着全局路径前进。
综上所述,move_base使用的是一种基于全局路径规划和局部路径跟踪的控制算法,其中全局路径规划一般采用Dijkstra算法、A*算法等,而局部路径跟踪则使用DWA算法。