机器人编程趣味实践19-武林秘籍(文档)

Posted 2021-06-29 zhangrelay

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了机器人编程趣味实践19-武林秘籍(文档)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

机器人技术快速发展，教程等迭代速度非常快，周期在1-2年，新生期都是如此，进入成熟期会好很多，文档迭代周期会延长至3-5年。至于那些经典技术通常生命周期长达10年或更久。

在开启本文之前，推荐一篇：

沉迷机器人操作系统的一个理由和四种修仙秘籍（更新ROS 2.0内容）

基础篇

之前，机器人操作系统编程文档，查阅wiki，后来官方作了大量调整和更新，如下所示：

网址为docs.ros.org。推荐为ROS 1 Noetic和ROS 2 Galactic，ROS1最终版和ROS2最新版。

ROS2还在快速研发中。打开ROS2稳定版（Foxy）可以看到：

这文档比ROS1要规范很多。在完成Tutorials学习之后，通常会进入两个主题：

Navigation2
MoveIt2

移动机器人

ROS2（Navigation2）导航系统试用及文档

如上为旧版案例，最新版案例即将更新（ROS 2 Foxy）。

navigation.ros.org

已经更新，并且默认文档为ROS 2 Foxy

Nav2 项目是 ROS 导航堆栈的精神继承者。该项目旨在寻找一种安全的方式让移动机器人从 A 点移动到 B 点。它也可以应用于其他涉及机器人导航的应用，例如跟踪动态点。这将完成动态路径规划、计算电机速度、避开障碍物和结构恢复行为。了解本项目的相关项目、机器人使用、ROS1对比、维护者等更多信息，请参见关于和联系方式。

Nav2 使用行为树调用模块化服务器来完成一次行动。行动可以是计算路径、控制工作、恢复或任何其他与导航相关的动作。这些都是通过 ROS 操作服务器与行为树 (BT) 通信的独立节点。下图将对 Nav2 的结构有一个很好的初步了解。注意：可以在每个服务器中为控制器、规划器和恢复使用多个插件，并使用匹配的 BT 插件。这可用于创建上下文导航行为。如果想查看此项目与 ROS (1) Navigation 之间的比较，请参阅 ROS to ROS 2 Navigation。

Nav2 的预期输入是符合 REP-105 的 TF 转换、使用静态成本地图层的地图源、BT XML 文件和任何相关的传感器数据源。然后它将为完整或非完整机器人的电机提供有效的速度命令以跟随。目前支持所有主要的机器人类型：完整、差分驱动、腿式和阿克曼（类汽车）基本类型！通过圆形和任意形状的机器人为 SE2 碰撞检查提供独特的支持。

具有以下工具：

加载、提供和存储地图（地图服务器）
在地图上定位机器人 (AMCL)
围绕障碍物规划从 A 到 B 的路径（Nav2 Planner）
控制机器人跟随路径（Nav2 Controller）
将传感器数据转换为世界的成本地图表示（Nav2 Costmap 2D）
使用行为树（Nav2 行为树和 BT Navigator）构建复杂的机器人行为
发生故障时计算恢复行为（Nav2 Recoveries）
跟随顺序航点（Nav2 Waypoint Follower）
管理服务器的生命周期和看门狗 (Nav2 Lifecycle Manager)
启用自定义算法和行为的插件（Nav2 Core）

Nav2还提供了一组启动插件来帮助前进。 NavFn 使用 A* 或 Dijkstra 算法计算从初始位置到目标姿势的最短路径。 DWB 将使用 DWA 算法计算跟踪路径的控制工作，并为轨迹比较器提供几个自定义插件。恢复行为包括：等待、旋转、清除代价地图和备份。有一组BT插件用于调用这些服务器和计算条件。最后，还有一组用于与堆栈交互和控制生命周期的 Rviz 插件。可以在导航插件上找到所有用户报告的插件的列表。

这里是关于如何安装和使用 Nav2 与示例机器人 Turtlebot 3 (TB3) 的文档，以及如何为其他机器人自定义它、调整行为以获得更好的性能以及自定义内部结构以获得高级结果。