1、概述ROS的二維導航功用包，簡略來講，就是依據輸入的里程計等傳感器的信息流跟機器人的全局地位，經由過程導航算法，計較得出安全可靠的機器人速率控制指令。可是，若何正在特定的機器人上實現導航功用包的功用，倒是一件較為龐大的工程。作為導航功用包利用的需要先決條件，機器人必需運轉ROS，宣布tf變更樹，并宣布利用ROS動靜類型的傳感器數據。同時，為了讓機器人更好的實現導航使命，開發者還要依據機器人的外形尺寸跟機能，設置導航功用包的一些參數。
2、硬件要求只管導航功用包計劃得盡量通用，可是依然對機器人的硬件有以下三個要求：導航功用包僅對差分等輪式機器人無效，而且假定機器人可間接利用速率指令停止節制，速率指令的格局為：x標的目的速率、y標的目的速率、速率向量角度。導航功用包要求機器人必需裝置有激光雷達等二維立體測距設備。導航功用包以正方型的機器人為模子停止開辟，以是關于正方形或許圓形形狀的機器人撐持度較好，而關于其他形狀的機器人來說，雖然依然可以畸形利用，可是顯示則很有能夠欠安。
分揀機器人現狀3、機器人設置導航功用包的布局如上圖所示，正在本人的機器人平臺上實現自立導航，簡略來講，就是依照上圖將須要的功用依照需要實現便可。此中紅色的部門是ROS功用包曾經實現的部門，沒有須要咱們來實現，灰色的是可選的部門，也由ROS實現，正在利用中依據需要利用，須要存眷的重點部門是藍色部門，這些須要咱們依據輸入輸出的要求實現響應的功用。
3.1、ROS起首，請確保您的機器人裝置了ROS框架。
3.2、tf變更(sensortransforms)導航功用包要求機器人以tf樹的情勢宣布各個相關參考系的變更關聯。
分揀機器人研究現狀3.3、傳感器信息(sensorsources)導航功用包須要收羅機器人的傳感器信息，以到達及時避障的后果。這些傳感器要求可能經由過程ROS宣布sensor_msgs/LaserScan或許sensor_msgs/PointCloud格局的動靜，也就是二維雷達信息或許三維點云數據。ROS社區曾經撐持大部分激光雷達、Kinect等設備的驅動，可以間接利用社區供給的驅動功用包宣布滿足要求的傳感器信息。若是您利用的傳感器不ROS撐持，或許您念利用本人的驅動，也可以本人將傳感器信息封裝成要求的格局。
3.4、里程計信息(odometrysource)導航功用包要求機器人宣布nav_msgs/Odometry格局的里程計信息，同時正在也要宣布響應的tf變更。
3.5、機器人控制器導航功用包終極的輸出是針對機器人geometry_msgs/Twist格局的控制指令，那便要求機器人節制節點具有解析控制指令中速率、角度的才能，而且終極經由過程這些指令節制機器人實現響應的運動方針。
3.6、輿圖輿圖并不是導航功用所必須的。
4、導航功用包集的設置正在知足以上前提的條件下，咱們去針對導航功用停止一些設置。
蜘蛛手分揀機器人價位4.1、創立一個功用包起首，咱們須要創立一個功用包，用來存儲導航須要用到的一切的配置文件跟launch啟動文件。正在創立功用包的時間，咱們須要增添相關的一切依附，包羅機器人設置中利用到的功用包，當然不要健忘了move_base功用包，由于該包有良多咱們前面須要用到的接口。找到適合的地位，輸入以下下令去創立包：catkin_create_pkgmy_robot_name_2dnavmove_basemy_tf_configuraTIon_depmy_odom_configuraTIon_depmy_sensor_configuraTIon_dep
4.2、創立機器人啟動文件此刻，咱們曾經有了一個存儲各類文件的事情空間，下一步，咱們去創立一個機器人啟動文件，用來啟動機器人設置中所提到的一切硬件，并宣布響應的動靜跟變更關聯。
翻開
讓咱們去具體的解讀以上內容的含意：
這部分代碼用來啟動機器人的傳感器，依據以上格局，點竄您所利用到的傳感器驅動包稱號、類型、定名等信息，而且增添驅動包節點須要利用到的參數。當然，若是您須要利用多個傳感器，可以利用不異的方式，啟動多個傳感器的驅動節點。
垃圾分揀機器人供應商這部分代碼用來啟動機器人上的里程計，依據須要點竄功用包名、類型、節點名、參數。
這部分代碼須要啟動機器人相關的坐標變更。
4.3、價值輿圖的設置(local_costmap)(global_costmap)導航功用包利用兩種價值輿圖存儲周圍環境中的阻礙信息，一種用于全局門路計劃，一種用于當地門路計劃跟及時避障。兩種價值輿圖須要利用一些配合跟自力的配置文件：通用配置文件，全局計劃配置文件，當地計劃配置文件。以下將具體講授那三種配置文件：
通用配置文件（CommonConfiguration(local_costmap)(global_costmap)）價值輿圖用來存儲周圍環境的阻礙信息，此中須要說明輿圖存眷的機器人傳感器動靜，以便于地圖信息停止更行。針對兩種價值輿圖通用的設置選項，創立名為costmap_common_的配置文件：obstacle_range:2.5raytrace_range:3.0footprint:[[x0y0][x1y1]...[xnyn]]#robot_radius:ir_of_robotinflation_radius:0.55
observation_sources:laser_scan_sensorpoint_cloud_sensor
laser_scan_sensor:{sensor_frame:frame_namedata_type:LaserScantopic:topic_namemarking:trueclearing:true}
point_cloud_sensor:{sensor_frame:frame_namedata_type:PointCloudtopic:topic_namemarking:trueclearing:true}
具體解析以上配置文件的內容：obstacle_range:2.5raytrace_range:3.0
那兩個參數用來設置價值輿圖中障礙物的相關閾值。obstacle_range參數用來設置機器人檢測障礙物的最大規模，設置為2.5意為正在2.5米規模內檢測到的阻礙信息，才會正在輿圖中停止更新。raytrace_range參數用來設置機器人檢測自由空間的最大規模，設置為3.0意為正在3米規模內，機器人將依據傳感器的信息，消除規模內的自由空間。footprint:[[x0y0][x1y1]...[xnyn]]#robot_radius:ir_of_robotinflation_radius:0.55
這些參數用來設置機器人正在二維輿圖上的占用面積，若是機器人形狀是圓形，則須要設置機器人的形狀半徑。一切參數以機器人的中間作為坐標面。inflation_radius參數是設置障礙物的收縮參數，也就是機器人該當與障礙物連結的最小平安距離，這里設置為0.55意為為機器人計劃的門路該當與機器人連結0.55米以上的平安距離。observation_sources:laser_scan_sensorpoint_cloud_sensor
observation_sources參數列出了價值輿圖須要存眷的一切傳感器信息，每一個傳感器信息皆將正在后邊列出詳細信息。laser_scan_sensor:{sensor_frame:frame_namedata_type:LaserScantopic:topic_namemarking:trueclearing:true}
以激光雷達為例，sensor_frame標識傳感器的參考系稱號，data_type默示激光數據或許點云數據利用的動靜類型，topic_name默示傳感器宣布的話題稱號，而marking跟clearing參數用來默示是不是須要利用傳感器的及時信息去增添或清晰價值輿圖中的障礙物信息。
全局計劃配置文件（GlobalConfiguration(global_costmap)）全局計劃配置文件用來存儲用于全局價值輿圖的設置參數，咱們利用global_costmap_去定名，內容以下：global_costmap:global_frame:/maprobot_base_frame:base_linkupdate_frequency:5.0static_map:true
global_frame參數用來默示全局價值輿圖須要正在阿誰參考系下運轉，這里咱們取舍了map這個參考系。robot_base_frame參數默示價值輿圖可以參考的機器人本體的參考系。update_frequency參數絕地全局地圖信息更新的頻次，單元是Hz。static_map參數決意價值輿圖是不是須要依據map_server供給的地圖信息停止初始化，若是您沒有須要利用已有的輿圖或許map_server，最好將該參數設置為false。
當地計劃配置文件（LocalConfiguration(local_costmap)）當地計劃配置文件用來存儲用于當地價值輿圖的設置參數，定名為local_costmap_，內容以下：local_costmap:global_frame:odomrobot_base_frame:base_linkupdate_frequency:5.0publish_frequency:2.0static_map:falserolling_window:truewidth:6.0height:6.0resolution:0.05
"global_frame""robot_base_frame""update_frequency"跟"static_map"參數的意思與全局計劃配置文件中的參數不異。
publish_frequency設置價值輿圖宣布可視化信息的頻次，單元是Hz。rolling_window參數是用來設置正在機器人挪動進程中是不是須要滾動窗口，以連結機器人處于中間地位。"width""height"跟"resolution"設置設置價值輿圖少。分辨率可以設置的與靜態輿圖分歧，可是普通環境下二者是不異的。
4.4當地計劃器設置當地計劃器base_local_planner的次要作用是依據計劃的全局門路，計較宣布給機器人的速率指令。該計劃器須要咱們依據機器人的規格，設置一些響應的參數。咱們創立名為base_local_planner_的配置文件：TrajectoryPlannerROS:max_vel_x:0.45min_vel_x:0.1max_vel_theta:1.0min_in_place_vel_theta:0.4
acc_lim_theta:3.2acc_lim_x:2.5acc_lim_y:2.5
holonomic_robot:true
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