移动机器人运动规划及运动仿真

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移动机器人运动规划及运动仿真

基于[基于SLAM系统建图仿真,完成定位仿真],详见之前的博客

参考链接

环境配置

ubuntu 18.04

成果图

    结构树请参考下图

      STEP1: move_base节点的调用

      新建 mycar_ws/src/nav_demo/launch/nav05_path.launch

      <launch>
      
          <node pkg="move_base" type="move_base" respawn="false" name="move_base" output="screen" clear_params="true">
              <rosparam file="$(find nav_demo/param/costmap_common_params.yaml" command="load" ns="global_costmap" />
              <rosparam file="$(find nav_demo/param/costmap_common_params.yaml" command="load" ns="local_costmap" />
              <rosparam file="$(find nav_demo/param/local_costmap_params.yaml" command="load" />
              <rosparam file="$(find nav_demo/param/global_costmap_params.yaml" command="load" />
              <rosparam file="$(find nav_demo/param/base_local_planner_params.yaml" command="load" />
          </node>
      
      </launch>
      

      STEP2: 配置文件

      新建 param 文件夹

        新建 mycar_ws/src/nav_demo/param/costmap_common_params.yaml

        #机器人几何参,如果机器人是圆形,设置 robot_radius,如果是其他形状设置 footprint
        robot_radius: 0.12 #圆形
        # footprint: [[-0.12, -0.12], [-0.12, 0.12], [0.12, 0.12], [0.12, -0.12]] #其他形状
        
        obstacle_range: 3.0 # 用于障碍物探测,比如: 值为 3.0,意味着检测到距离小于 3 米的障碍物时,就会引入代价地图
        raytrace_range: 3.5 # 用于清除障碍物,比如:值为 3.5,意味着清除代价地图中 3.5 米以外的障碍物
        
        
        #膨胀半径,扩展在碰撞区域以外的代价区域,使得机器人规划路径避开障碍物
        inflation_radius: 0.2
        #代价比例系数,越大则代价值越小
        cost_scaling_factor: 3.0
        
        #地图类型
        map_type: costmap
        #导航包所需要的传感器
        observation_sources: scan
        #对传感器的坐标系和数据进行配置。这个也会用于代价地图添加和清除障碍物。例如,你可以用激光雷达传感器用于在代价地图添加障碍物,再添加kinect用于导航和清除障碍物。
        scan: {sensor_frame: my_laser, data_type: LaserScan, topic: scan, marking: true, clearing: true}
        

        新建 mycar_ws/src/nav_demo/param/local_costmap_params.yaml

        local_costmap:
          global_frame: odom #里程计坐标系
          robot_base_frame: base_link #机器人坐标系
        
          update_frequency: 10.0 #代价地图更新频率
          publish_frequency: 10.0 #代价地图的发布频率
          transform_tolerance: 0.5 #等待坐标变换发布信息的超时时间
        
          static_map: false  #不需要静态地图,可以提升导航效果
          rolling_window: true #是否使用动态窗口,默认为false,在静态的全局地图中,地图不会变化
          width: 3 # 局部地图宽度 单位是 m
          height: 3 # 局部地图高度 单位是 m
          resolution: 0.05 # 局部地图分辨率 单位是 m,一般与静态地图分辨率保持一致
        

        新建 mycar_ws/src/nav_demo/param/global_costmap_params.yaml

        global_costmap:
          global_frame: map #地图坐标系
          robot_base_frame: base_link #机器人坐标系
          # 以此实现坐标变换
        
          update_frequency: 1.0 #代价地图更新频率
          publish_frequency: 1.0 #代价地图的发布频率
          transform_tolerance: 0.5 #等待坐标变换发布信息的超时时间
        
          static_map: true # 是否使用一个地图或者地图服务器来初始化全局代价地图,如果不使用静态地图,这个参数为false.
        

        新建 mycar_ws/src/nav_demo/param/base_local_planner_params.yaml

        TrajectoryPlannerROS:
        
        # Robot Configuration Parameters
          max_vel_x: 0.5 # X 方向最大速度
          min_vel_x: 0.1 # X 方向最小速速
        
          max_vel_theta:  1.0 # 
          min_vel_theta: -1.0
          min_in_place_vel_theta: 1.0
        
          acc_lim_x: 1.0 # X 加速限制
          acc_lim_y: 0.0 # Y 加速限制
          acc_lim_theta: 0.6 # 角速度加速限制
        
        # Goal Tolerance Parameters,目标公差
          xy_goal_tolerance: 0.10
          yaw_goal_tolerance: 0.05
        
        # Differential-drive robot configuration
        # 是否是全向移动机器人
          holonomic_robot: false
        
        # Forward Simulation Parameters,前进模拟参数
          sim_time: 0.8
          vx_samples: 18
          vtheta_samples: 20
          sim_granularity: 0.05
        

        STEP3: launch 文件集成

        新建 mycar_ws/src/nav_demo/launch/nav06_test.launch

        <!-- 集成导航相关的 launch 文件 -->
        <launch>
        
            <!-- 地图服务 -->
            <include file="$(find nav_demo/launch/nav03_map_server.launch" />
        
            <!-- 启动AMCL节点 -->
            <include file="$(find nav_demo/launch/nav04_amcl.launch" />
        
            <!-- 运行move_base节点 -->
            <include file="$(find nav_demo/launch/nav05_path.launch" />
        
            <!-- 运行rviz -->
            <node pkg="joint_state_publisher" name="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" />
            <node pkg="robot_state_publisher" name="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" />
            <node pkg="rviz" type="rviz" name="rviz" />
        
        </launch>
        

        STEP4: 测试运行(准备工作)

        编译+启动 gazebo 仿真环境

        source ./devel/setup.bash 
        
        roslaunch mycar environment.launch
        

        启动导航相关的 launch 文件

        source ./devel/setup.bash 
        
        roslaunch nav_demo nav06_test.launch
        

        配置并保存 rviz 设置

        RobotModel

          Map

          PoseArray

          LaserScan

          Odometry

          保存配置

          STEP5: 测试运行

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