当前位置： 首页 > news >正文

Navigation2 算法流程

news 2026/2/9 19:08:24

转自 https://zhuanlan.zhihu.com/p/405670882

此文仅作学习笔记

启动流程

在仿真环境中启动导航包的示例程序，执行nav2_bringup/bringup/launch/tb3_simulation_launch.py文件。ROS2的launch文件支持采用python语言来编写以支持更加复杂的功能，本文件的主要功能如下：

  • 声明各参数变量赋值
  • 启动gazebo
  • 并加载模型
  • 启动robot_state_publisher ros包，加载URDF文件发布静态机器人坐标变换关系
  • 启动rviz
  • 包含bringup_launch.py文件并传递参数

在bringup_launch.py文件中包含了导航相关的算法启动内容。在文件中实现的主要功能为

  • 加载参数
  • 如果采用SLAM构建地图则启动SLAM算法文件slam_launch.py
  • 不使用SLAM算法，则运行定位算法启动文件 localization_launch.py。
  • 运行导航算法启动文件navigation_launch.py

这里我们仅看导航和定位两个文件。

在location_launch.py文件中启动两个节点，nav2_map_server和nav2_amcl。在navigation_launch.py文件中则启动controller_server、planner_server、recoveries_server、bt_navigator和nav2_waypoint_follower算法包。至于nav2_lifecycle_manager包则为其他所有包的节点管理功能，可以暂时不理会。

因此，Navigation2启动流程如下

定位部分

定位部分代码较为简单，具体功能主要是

  • 发布地图信息（nav2_map_server）
  • 发布机器人位置信息（nav2_amcl）

这一部分需要注意的仅仅是AMCL定位时的坐标变换关系，在单纯的里程计中发布的是/odom_frame到\base_frame的坐标关系，而acml确定的是地图坐标系/map_frame和/odom_frame的关系，即可以认为里程计

确定从起始位置出发的局部定位信息，而amcl算法确定局部定位信息和全局地图之间的坐标关系。

导航部分

调用接口流程

Action 机制

Navigation2 高度依赖于ROS的Action通信机制

，因此有必要对其有个大致了解。

基本的通信流程为

  • 客户端发布启动消息给服务端
  • 服务端响应启动消息，并执行动作
  • 服务端在执行动作时返回当前执行动作进度
  • 服务端执行动作结束，返回执行结果
  • 客户端响应执行结果

动图封面

根据action消息的特点，将导航节点分为两个部分，一是具体的算法实现作为服务端，二是算法调用逻辑控制

实现作为客户端

算法执行服务端

planner_server路径规划服务器，接受客户端的路径规划请求后计算路径并发布。

接收Action

  • compute_path_to_pose
  • compute_path_through_poses

发布消息

  • plan

controller_server机器人控制

服务器，接受客户端开始跟随当前路径的请求，然后发布控制机器人运动指令。
接收Action

  • follow_path

接收消息

  • odom （实际上是定位消息）
  • speed_limit

发布控制指令

  • cmd_vel

recoveries_server故障恢复服务器，在机器人运动异常时进行处理。
接收Action

  • spin
  • backup
  • wait

发布控制指令

  • cmd_vel

根据上述三个模块功能的描述，可以大致的想到导航功能的实现分为首先调用路径规划

算法得到一个可行路线，然后调用跟随路径接口，在跟随的同时监控机器人是否出现异常，若出现异常则打断机器人跟随路径并执行故障恢复，要么后退要么旋转或者等待动态障碍物走开。而Navigation2中的实现则更为具体和详细。

算法调用逻辑客户端

Navigation2 的导航控制逻辑采用行为树实现，该方法常被用在游戏开发中，类似于状态机

的功能但更为强大。

行为树

Navigation2中实现了四种行为树插件，分别为，动作，条件，控制，修饰。接下来简单介绍各自的功能，详细的行为树功能可参考BehaviorTree.CPP库的描述 。

动作行为树的叶子节点，调用一个动作就代表执行一段算法或者控制机器人运动。

条件判断子节点是否执行的条件

控制子节点执行的流程控制，顺序执行

，或循环执行

修饰修饰当前子节点，比如设置子节点循环执行5次，或者修改子节点

返回值

在Navigation2中实现许多的行为树插件，主要有

  • 动作：
  • 动作：

bt_navigator

将上述行为树

插件组合起来，便可以得到完整的导航控制逻辑，采用xml文件配置得到。
具体采用流程图

的形式表达如下

至此，我们便大致理清了导航包的逻辑。目前对于整体的导航框架，还剩下代价地图

功能没有进行描述。

代价地图

代价地图分为局部代价地图

和全局代价地图，分别在全局路径规划和局部路径规划中新建单独的线程进行计算。代价地图采用多图层的结构，用来确定可行区域以及手动设置限速区域，手动设置静止入内区域等。

相关文章：

Navigation2 算法流程

转自 https://zhuanlan.zhihu.com/p/405670882 此文仅作学习笔记 启动流程 在仿真环境中启动导航包的示例程序，执行nav2_bringup/bringup/launch/tb3_simulation_launch.py文件。ROS2的launch文件支持采用python语言来编写以支持更加复杂的功能，本文件…...

编程日记 2024/10/19 7:16:55

OpenAI swarm+ Ollama快速构建本地多智能体服务 - 1. 服务构建教程

OpenAI开源了多智能体编排的工程swarm，今天介绍一下swarm与OLLAMA如何结合使用的教程，在本地构建自己的多智能体服务，并给大家实践演示几个案例。 安装步骤 安装ollama，在官网下载对应操作系统的版本即可，下载后用ol…...

编程日记 2024/10/19 7:11:50

HTB：Wifinetic[WriteUP]

目录 连接至HTB并启动靶机 1.What is the name of the OpenWRT backup file accessible over FTP? 使用nmap对靶机21、22端口进行脚本、服务信息扫描 2.Whats the WiFi password for SSID OpenWRT? 3.Which user reused the WiFi password on thier local account? 4.…...

编程日记 2024/10/19 7:03:04

专业学习｜马尔可夫链（概念、变体以及例题）

一、马尔可夫链的概念及组成 （一）学习资料分享 来源：024-一张图，但讲懂马尔可夫决策过程_哔哩哔哩_bilibili 马尔可夫链提供了一种建模随机过程的方法，具有广泛的应用。在实际问题中，通过转移概率矩阵及初…...

编程日记 2024/10/19 7:01:03

RK3576 安卓SDK编译环境搭建

编译 Android14 对机器的配置要求较高： 建议预留500G存储 多分配CPU和内存 建议使用 Ubuntu 20.04 操作系统或更高版本 sudo apt-get updatesudo apt-get install make gcc sudo apt-get install g++ patchelf gawk texinfo chrpath diffstat binfmt-support sudo apt-get …...

编程日记 2024/10/19 6:59:01

Renesas R7FA8D1BH (Cortex®-M85) 上光电编码器测速功能

目录 概述 1 软硬件 1.1 软硬件环境信息 1.2 开发板信息 1.3 调试器信息 2 硬件架构 2.1 硬件框架结构 2.2 测速功能原理介绍 2.2.1 理论描述 2.2.2 实现原理 2.2.3 系统硬件结构 3 软件实现 3.1 FSP配置项目 3.2 代码实现 3.2.1 初始化函数 3.2.2 功能函数 3.…...

编程日记 2024/10/19 6:56:59

软件测试学习笔记丨Linux三剑客-sed

本文转自测试人社区，原文链接：https://ceshiren.com/t/topic/32521 一、简介 sed（Stream editor）是一个功能强大的文本流编辑器，主要用于对文本进行处理和转换。它适用于自动化处理大量的文本数据，能够支持…...

编程日记 2024/10/19 6:53:57

Vue脚手架学习 vue脚手架配置代理、插槽、Vuex使用、路由、ElementUi插件库的使用

目录 1.vue脚手架配置代理 1.1 方法一 1.2 方法二 2.插槽 2.1 默认插槽 2.2 具名插槽 2.3 作用域插槽 3.Vuex 3.1 概念 3.2 何时使用？ 3.3 搭建vuex环境 3.4 基本使用 3.5 getters的使用 3.6 四个map方法的使用 3.6.1 mapState方法 3.6.2 mapGetter…...

编程日记 2024/10/19 6:49:53

使用yml文件安装环境时，如何添加conda和pip的镜像源

博客参考 添加conda镜像源 name: NAME channels:- conda-forge- pytorch- https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/main- https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/r- https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/msys2- defaults depende…...

编程日记 2024/10/19 6:47:47

c语言经典100例

1.字符串转为数字 #include <stdio.h>int strToInt(char *s) {int num0;int sign1;int step1;if (*s -){sign -1;s;}while (*s > 0&&*s < 9){num num*10(*s-0);step 10;s;}return num*sign; }int main() {char a[10] "-1234";char *s a ;pr…...

编程日记 2024/10/19 6:46:43

百易云资产管理运营系统 ufile.api.php SQL注入漏洞复现

0x01 产品描述&#xff1a; 百易云资产管理运营系统&#xff0c;是专门针对企业不动产资产管理和运营需求而设计的一套综合解决方案。该系统能够覆盖资产的全生命周期管理&#xff0c;包括资产的登记、盘点、评估、处置等多个环节&#xff0c;同时提供强大的运营分析功能&#…...

编程日记 2024/10/19 6:45:43

【分布式微服务云原生】《Redis RedLock 算法全解析：应对时钟漂移与网络分区挑战》

《Redis RedLock 算法全解析&#xff1a;应对时钟漂移与网络分区挑战》 摘要&#xff1a; 本文深入探讨 Redis 的 RedLock 算法&#xff0c;详细阐述其步骤及工作原理&#xff0c;同时重点分析该算法如何处理时钟漂移和网络分区这两个常见的分布式系统问题。读者将通过本文深入…...

编程日记 2024/10/19 6:44:42

OceanBase 的写盘与传统数据库有什么不同？

背景 在数据库开发过程中&#xff0c;“写盘”是一项核心操作&#xff0c;即将内存中暂存的数据安全地转储到磁盘上。在诸如MySQL这样的传统数据库管理系统中&#xff0c;写盘主要有以下几步&#xff1a;首先将数据写入缓存池&#xff1b;其次&#xff0c;为了确保数据的完整性…...

编程日记 2024/10/19 6:42:40

用Java爬虫API，轻松获取taobao商品SKU信息

在电子商务的世界里&#xff0c;SKU&#xff08;Stock Keeping Unit&#xff0c;库存单位&#xff09;是商品管理的基础。对于商家来说&#xff0c;SKU的详细信息对于库存管理、价格策略制定、市场分析等都有着重要作用。taobao作为中国最大的电子商务平台之一&#xff0c;提供…...

编程日记 2024/10/19 6:41:39

OpenHarmony 入门——ArkUI 自定义组件内同步的装饰器@State小结（二）

文章大纲 引言一、组件内状态装饰器State1、初始化2、使用规则3、变量的传递/访问规则说明4、支持的观察变化的场景5、State 变量的值初始化和更新机制6、State支持联合类型实例 引言 前一篇文章OpenHarmony 入门——ArkUI 自定义组件之间的状态装饰器小结&#xff08;一&…...

编程日记 2024/10/19 6:40:38

【Linux驱动开发】嵌入式Linux驱动开发基本步骤，字符设备开发入门，点亮LED

【Linux驱动开发】嵌入式Linux驱动开发基本步骤&#xff0c;字符设备开发入门&#xff0c;点亮LED 文章目录 开发环境驱动文件编译驱动安装驱动自动创建设备节点文件 驱动开发驱动设备号地址映射&#xff0c;虚拟内存和硬件内存地址字符驱动旧字符驱动新字符驱动 应用程序开发…...

编程日记 2024/10/19 6:39:37

搬砖14、Python网络编程入门

网络编程入门 计算机网络基础 计算机网络是独立自主的计算机互联而成的系统的总称&#xff0c;组建计算机网络最主要的目的是实现多台计算机之间的通信和资源共享。今天计算机网络中的设备和计算机网络的用户已经多得不可计数&#xff0c;而计算机网络也可以称得上是一个“复…...

编程日记 2024/10/19 6:34:33

Transformer: Attention is All you need

Transformer Transformer是基于Encoder-Decoder结构的&#xff0c;将Seq2Seq中的RNN/GRU部分更换为Self-Attention部分 位置编码 Positional Encoding Self-attention丢失了位置信息 CNN 卷积神经网络可以保存相邻的位置信息 RNN 是顺序输入的&#xff0c;是包含了位置信息…...

编程日记 2024/10/19 6:32:31

C++：排序算法

目录 一、插入排序 1.直接插入排序 2.希尔排序 二、交换排序 1.冒泡排序 2.快速排序 三、选择排序 1.简单选择排序 2.堆排序 四、归并排序 1.二路归并排序的递归实现 2.二路归并排序的非递归实现 一、插入排序 1.直接插入排序 直接插入排序的基本思想是&#xff…...

编程日记 2024/10/19 6:31:30

期货日内稳赢策略：双15交易法详解

Eagle Trader的考试不仅涵盖了CFD交易&#xff0c;期货交易的考生人数也颇为可观。与外汇市场相比&#xff0c;期货在国内市场的普及程度更高&#xff0c;参与的群体也更为广泛。这得益于期货市场在国内相对成熟的监管体系&#xff0c;使得交易员对期货有了更深入的了解和信任。…...

编程日记 2024/10/19 6:30:28

第19节 Node.js Express 框架

Express 是一个为Node.js设计的web开发框架&#xff0c;它基于nodejs平台。 Express 简介 Express是一个简洁而灵活的node.js Web应用框架, 提供了一系列强大特性帮助你创建各种Web应用&#xff0c;和丰富的HTTP工具。 使用Express可以快速地搭建一个完整功能的网站。 Expre…...

编程新知 2026/2/8 6:37:43

Unit 1 深度强化学习简介

Deep RL Course ——Unit 1 Introduction 从理论和实践层面深入学习深度强化学习。学会使用知名的深度强化学习库&#xff0c;例如 Stable Baselines3、RL Baselines3 Zoo、Sample Factory 和 CleanRL。在独特的环境中训练智能体&#xff0c;比如 SnowballFight、Huggy the Do…...

编程新知 2026/2/8 12:54:53

【Java学习笔记】BigInteger 和 BigDecimal 类

BigInteger 和 BigDecimal 类 二者共有的常见方法 方法功能add加subtract减multiply乘divide除 注意点&#xff1a;传参类型必须是类对象 一、BigInteger 1. 作用&#xff1a;适合保存比较大的整型数 2. 使用说明 创建BigInteger对象 传入字符串 3. 代码示例 import j…...

编程新知 2025/11/8 15:39:00

sipsak：SIP瑞士军刀！全参数详细教程！Kali Linux教程！

简介 sipsak 是一个面向会话初始协议 (SIP) 应用程序开发人员和管理员的小型命令行工具。它可以用于对 SIP 应用程序和设备进行一些简单的测试。 sipsak 是一款 SIP 压力和诊断实用程序。它通过 sip-uri 向服务器发送 SIP 请求&#xff0c;并检查收到的响应。它以以下模式之一…...

编程新知 2026/1/29 8:51:33

在Ubuntu24上采用Wine打开SourceInsight

1. 安装wine sudo apt install wine 2. 安装32位库支持，SourceInsight是32位程序 sudo dpkg --add-architecture i386 sudo apt update sudo apt install wine32:i386 3. 验证安装 wine --version 4. 安装必要的字体和库（解决显示问题） sudo apt install fonts-wqy…...

编程新知 2025/10/14 0:47:25

PAN/FPN

import torch import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F import mathclass LowResQueryHighResKVAttention(nn.Module):"""方案 1: 低分辨率特征 (Query) 查询高分辨率特征 (Key, Value).输出分辨率与低分辨率输入相同。"""def __…...

编程新知 2025/10/20 4:39:36

uniapp 字符包含的相关方法

在uniapp中&#xff0c;如果你想检查一个字符串是否包含另一个子字符串&#xff0c;你可以使用JavaScript中的includes()方法或者indexOf()方法。这两种方法都可以达到目的&#xff0c;但它们在处理方式和返回值上有所不同。 使用includes()方法 includes()方法用于判断一个字…...

编程新知 2025/9/28 19:00:18

离线语音识别方案分析

随着人工智能技术的不断发展&#xff0c;语音识别技术也得到了广泛的应用&#xff0c;从智能家居到车载系统&#xff0c;语音识别正在改变我们与设备的交互方式。尤其是离线语音识别&#xff0c;由于其在没有网络连接的情况下仍然能提供稳定、准确的语音处理能力&#xff0c;广…...

编程新知 2025/9/22 13:00:25

Axure 下拉框联动

实现选省、选完省之后选对应省份下的市区...

编程新知 2026/1/20 13:43:41

Unity VR/MR开发-VR开发与传统3D开发的差异

视频讲解链接&#xff1a;【XR马斯维】VR/MR开发与传统3D开发的差异【UnityVR/MR开发教程--入门】_哔哩哔哩_bilibili...

编程新知 2026/2/5 4:00:33