ROS2 Nav2导航仿真-新建工程
注意:github上面的工程和文章内容相差有点大:fishbot_navigation2
博主这边因为使用的是apt在线安装,可能是因为版本比较新,和参考文章中的内容有一些差异
参考文章:创建fishbot_navigation2
安装nav2
sudo apt install ros-humble-nav2-*
测试是否安装成功
ros2 pkg list | grep navigation2
能看到下面的结果即可
源码功能包拆解
包含代码的功能包及其功能见下面列表
#==============控制器及其实现相关功能包======================# nav2_controller | 控制器 nav2_dwb_controller | DWB控制器,Nav2控制器的一个实现 nav2_regulated_pure_pursuit_controller | 纯追踪控制器,Nav2控制器的一个实现 nav2_constrained_smoother
#==============规划器及其实现相关功能包======================# nav2_planner | Nav2规划器 nav2_navfn_planner | navfn规划器,Nav2规划器的一个实现 nav2_smac_planner | smac规划器,Nav2规划器的一个实现
#=====================恢复器==============================# nav2_recoveries | Nav2恢复器
#=====================行为树节点及其定义====================# nav2_bt_navigator | 导航行为树 nav2_behavior_tree | 行为树节点插件定义
#=====================地图和定位===========================# nav2_map_server | 地图服务器 nav2_costmap_2d | 2D代价地图 nav2_voxel_grid | 体素栅格 nav2_amcl | 自适应蒙特卡洛定位。 状态估计,输入地图、激光、里程计数据,输出机器人map和odom之间的位资关系。
#=====================通用插件系统管理等====================# nav2_bringup | 启动入口 nav2_common | 公共功能包 nav2_msgs | 通信相关消息定义 nav2_util | 常用工具 nav2_lifecycle_manager |节点生命周期管理器 nav2_rviz_plugins | RVIZ插件
#=====================核心定义============================# nav2_core | Nav2核心包 navigation2 | nav2导航汇总配置
#=====================应用================================# nav2_waypoint_follower | 路点跟踪
#=====================测试=================================# nav2_system_tests | 系统测试 |
创建fishbot_navigation2
创建功能包
和前面在Cartographer中一样,我们需要创建一个文件夹放置配置文件、launch文件、rviz配置和地图等。
进入到src目录下,使用下面指令创建功能包:
ros2 pkg create fishbot_navigation2 --dependencies nav2_bringup
这里我们添加了一个依赖nav2_bringup,后面写launch文件要用到,这里提前添加一下依赖。
创建完成后的目录结构:

添加maps文件夹
cd src/fishbot_navigation2
mkdir launch config map param rviz
复制地图文件
将上一节的地图文件复制到map文件夹下。
复制完成后fishbot_navigation2的文件结构如下

添加Nav2配置文件
创建参数文件
我们需要配置的文件是Nav2的参数文件,同样的,贴心的Nav2已经为我们准备好了参数模板
/opt/ros/humble/share/nav2_bringup/params/nav2_params.yaml
在src/fishbot_navigation2/param/目录下创建fishbot_nav2.yaml
cd src/fishbot_navigation2/param/
touch fishbot_nav2.yaml
复制参数
然后将/opt/ros/humble/share/nav2_bringup/params/nav2_params.yaml的内容复制粘贴到fishbot_nav2.yaml文件中。
配置参数
其实参数不配置也是可以将Nav2跑起来的,但是后期想要更改运行的效果就需要对参数进行修改,所以有必要大概了解下参数的配置项和含义查询方法和修改方法。
参数列表
配置项 | 用途 | 对应模块和参数详解 |
amcl | 机器人定位 | nav2_amcl |
bt_navigator | 导航行为树 (用于加载行为树节点并根据xml配置进行调度) | nav2_bt_navigator nav2_behavior_tree |
controller_server | 控制器服务器 | nav2_controller nav2_dwb_controller nav2_regulated_pure_pursuit_controller |
planner_server | 规划服务器 | nav2_planner nav2_navfn_planner smac_planner |
recoveries_server | 恢复服务器 | nav2_recoveries |
local_costmap | 局部代价地图 | nav2_costmap_2d static_layer inflation_layer |
global_costmap | 全局代价地图 | nav2_costmap_2d nav2_map_server |
有关更多的Nav2所有参数的详细介绍,可以访问Nav2中文网中的配置指南章节,非常的详细,无比的具体。
配置机器人半径和碰撞半径
在全局代价地图和局部代价地图配置用,默认的机器人半径是0.22,而我们fishbot的半径是0.12,所以需要修改机器人的半径为0.12。
local_costmap:
local_costmap:
ros__parameters:
robot_radius: 0.12
global_costmap:
global_costmap:
ros__parameters:
robot_radius: 0.12
为了防止机器人发生碰撞,一般我们会给代价地图添加一个碰撞层(inflation_layer),在local_costmap和global_costmap配置中,你可以看到下面关于代价地图相关的配置:
global_costmap:
global_costmap:
ros__parameters:
plugins: ["static_layer", "obstacle_layer", "inflation_layer"]
inflation_layer:
plugin: "nav2_costmap_2d::InflationLayer"
cost_scaling_factor: 3.0
inflation_radius: 0.55
打开参数配置中的inflation_layer,我们来看看其配置项和含义。
可以看到inflation_radius默认0.55对fishbot来说可能有些大了,我们改小些。
global_costmap:
global_costmap:
ros__parameters:
plugins: ["static_layer", "obstacle_layer", "inflation_layer"]
inflation_layer:
plugin: "nav2_costmap_2d::InflationLayer"
cost_scaling_factor: 3.0
inflation_radius: 0.35
以上就是以代价地图碰撞半径为例的配置方法,nav2可以配置的参数非常多,假如你在导航过程中遇到问题,根据问题的表现推断下是哪个模块中造成的,接着修改其对应参数,大概率就可以解决问题,解决不了的可以看源码详细分析。
配置frame_id和话题
这里也不用配置,因为我们的fishbot话题名称和tf名称都是遵循着默认的话题的。
如果你的机器人不是,或者你改变了话题,这里就需要重新配置。
1、默认全局的坐标系:map
2、默认里程计坐标系:odom
3、默认雷达话题:scan
4、默认机器人基坐标系:base_link
5、默认地图话题:map