ROS导航路径规划move_base、global_planner、TEB规划器参数说明

ROS导航路径规划是机器人自主移动的关键技术之一，其中move_base是ROS 1中的核心包，而在ROS 2中被Navigation 2所替代。move_base的主要任务是构建当前环境的地图，定位机器人位置，并根据目标点规划路径，使得机器人能有效地避开障碍物并到达目标。这个过程涉及到多个组件和参数的协同工作。 1. **全局路径规划**： 全局路径规划通常采用Dijkstra算法或A*算法等，寻找从机器人当前位置到目标点的最短路径。在ROS中，global_planner是实现全局路径规划的部分。它负责生成一条从起点到终点的最优路径，这条路径通常尽可能短且避开已知的静态障碍。 2. **局部路径规划**： 当机器人在行驶过程中遇到动态障碍或局部路径受阻时，就需要局部路径规划。在move_base中，通常使用Timed Elastic Band (TEB)规划器，它能够实时调整路径，避开新出现的障碍物，同时保持对全局路径的忠诚度。TEB规划器允许机器人在保持速度和方向的同时，灵活地规避障碍。 3. **期望的机器人行为**： move_base节点会尝试使机器人达到指定的目标姿态，同时处理可能的障碍物和卡住情况。当遇到障碍时，它可能执行一系列恢复行为，如清除地图上的障碍，原地旋转等。这些行为可以通过`recovery_behaviors`参数进行配置，且可以通过`recovery_behavior_enabled`参数启用或禁用。 4. **动作API**： move_base使用ROS的动作框架，提供了SimpleActionServer，接受`geometry_msgs/PoseStamped`格式的目标。推荐使用SimpleActionClient来发送目标并跟踪其状态。相关的主题包括： - `move_base/goal`: 目标位置。 - `move_base/cancel`: 取消目标请求。 - `move_base/feedback`: 提供机器人当前位置的反馈。 - `move_base/status`: 目标状态信息。 - `move_base/result`: 行动结果。 5. **订阅和发布的话题**： - `move_base_simple/goal`: 为不关心目标状态的用户提供一个简单的接口。 - `cmd_vel`: 发布机器人的速度命令。 - `~make_plan`: 外部请求计划但不执行。 - `~clear_unknown_space`: 清除未知空间，用于更新costmap。 6. **服务**： - `~make_plan`: 允许请求路径规划而不执行。 - `~clear_costmaps`: 清除costmap，用于更新地图信息。 在实际应用中，参数调优是至关重要的，比如global_planner和TEB规划器的参数，如搜索启发式权重、障碍物距离阈值、路径平滑度等，都需要根据机器人硬件特性和环境特性进行调整，以优化导航性能。通过细致的参数调整，可以实现更高效、安全的机器人自主导航。