【ROS】move_base 导航节点概述

前言

本章介绍 ROS 导航系统中的核心节点 move_base，它负责路径规划和导航控制，是系统的调度中心。我们将简要讲解其内部模块结构，以及运行所需的外部节点数据，为后续内容做铺垫。

我的环境：
本教程使用的环境是：实体 ROS 小车，Ubuntu 18.04，ROS1 Melodic

参考资料：

• move_base，年轻人的第一次导航
• ROS Wiki - move_base

---

move_base 架构

从 move_base 的架构图可以看出，在输入导航目标点后，move_base 会持续输出速度控制指令，引导机器人底盘朝目标点移动。

该节点内部集成了五个核心模块：全局规划器、局部规划器、全局代价地图、局部代价地图和恢复行为模块。
这些模块协同工作，实现路径规划、障碍物避让、动态调整以及异常恢复等功能，最终生成实时的速度控制指令，确保机器人高效、稳定地到达目标点。

move_base 内部模块

move_base 作为 ROS 导航的核心节点，其功能实现依赖以下五个关键模块：

• 全局规划器（Global Planner）：根据机器人当前位置与目标点，生成一条全局可行路径。
• 局部规划器（Local Planner）：在全局路径的基础上，结合周围环境信息，实时计算可执行的速度指令。
• 全局代价地图（Global Costmap）：构建全局环境模型，辅助全局路径规划。
• 局部代价地图（Local Costmap）：基于实时传感器数据构建，用于避障与路径微调。
• 恢复行为模块（Recovery Behaviors）：导航失败或受阻时，执行预设策略尝试恢复导航任务。

这五个模块密切配合，支撑导航系统完成路径规划、动态避障与异常处理等关键任务。

---

move_base 外部数据

为了使 move_base 正常运行，除了其内部模块的配置外，还需依赖多个外部节点提供必要的数据支持，包括地图信息、传感器数据、定位结果以及目标点等。具体如下：

• 地图发布节点：map_server 节点负责发布静态地图数据（需预先建图，并启动该节点）。
• 激光雷达节点：激光雷达驱动发布 /scan 数据（需启动雷达对应的 launch 文件）。
• 底盘驱动节点（含里程计）：小车底盘驱动发布 /odom 话题（需启动底盘的 launch 文件）。
• AMCL 定位节点：通过融合激光雷达 /scan 数据与地图 /map，推算出小车的当前位置，并发布 map -> base_link 的 tf（需启动 amcl 节点）。
• 导航目标点发布节点：导航目标通常由 RViz 手动发布（测试阶段），也可以通过自定义节点自动发布导航目标点。
• TF 坐标变换关系：各传感器间的 tf 通常在对应的 launch 文件中设置为静态发布，一般无需手动干预。

只要以上外部数据能够正常提供并连通，move_base 节点即可完成路径规划与导航控制任务。