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导航框架介绍

GrantLi
2023-03-07 / 0 评论 / 0 点赞 / 682 阅读 / 5335 字 / 正在检测是否收录...

机器人问题

  1. 我是谁(什么样的机器人:轮式、足式、无人机……)
  2. 我在哪里(机器人姿态估计)
  3. 我要到哪里去()
  4. 我要如何去(路径规划)

导航框架

move_base

overview

overview

简介:
(1)amcl(自适应蒙特卡罗定位):通过订阅scan、map和tf信息,发布出机器人的pose,以供move_base使用,是ROS的导航定位模块;
(2)odom:机器人里程计信息;
(3)map:通过slam建图后保存的先验地图信息;
(4)sensor:为传感器topic(话题);
(5)costmap:代价地图,主要有inflation_layer、obstacle_layer、static_layer、voxel_layer四个plugins,分别为膨胀层、障碍物层、静态层和体素层。一般我们的全局路径需要静态层和膨胀层,因为全局规划应该只考虑到地图信息,所以一般都是静态的,而局部路径规划则需要考虑到实时的障碍物信息,所以需要障碍物层和膨胀层,至于为什么不把静态层放到局部路径规划里,这是因为我们的定位是会存在误差的,比如轮子打滑或其他情况,这个时候amcl会起到纠正作用;
(6)planner路径规划器:目前主要有global planner和local planner控制着整个机器人的路径规划,具体操作是将global planner作为local planner的一个初始参考或者优化方向。目前ROS中可以使用的global planner主要包括:A*和Dijkstra。local planner主要有:dwa、trajectory、teb和eband等。

overview_tf

move_base wiki

recovery_behaviors

recovery_behaviors

move_base_flex

move_base_flex官网
move_base_flex

move_base_flex wiki

该存储库包含Move Base Flex(MBF),它是move_base的向后兼容替代品。 MBF可以将现有插件用于move_base,并提供相同ROS接口的增强版本。 其使用和move_base相同的plugin接口的同时拓展了接口virtual函数,保留了move_base相关的topic和servers。 外部执行逻辑可以使用MBF及其操作来执行智能灵活的导航策略。 同时提供各独立功能的action和状态检测相关的servers,可使用SMACH或者BehaviourTrees灵活组合调用各功能。这里贴一个讲的不错的博客链接。同时move_base_flex还具有以下有点

完全向后兼容当前ROS导航。

提供子模块计划、控制和恢复的操作,以及查询成本图的服务。此界面允许外部主管(如SMACH或行为树)运行高度灵活和复杂的导航策略。

可以加载多个计划器和控制器;执行人员可以选择适当的一个,甚至可以并行运行多个。

所有操作的综合结果和反馈信息,包括加载插件的错误代码和消息。对于仍然依赖独特导航界面的用户,我们扩展了move_base action,提供了详细的结果和反馈信息(尽管我们仍然提供当前的信息)。

抽象导航框架和具体实现之间的分离,允许更快地开发新的应用程序,例如3D导航。

这一个模块也是18年由Sebastian Pütz, Jorge Santos, and Joachim Hertzberg在《Move Base Flex: A Highly Flexible Navigation Framework for Mobile Robots》提出,该项目具有很大的潜力,相比于move_base而言其不需要将软件实现绑定到二维成本映射。在我们的框架中,MoveBase 只是导航系统的一个特殊实现: 它的执行类实现了抽象的导航,将系统绑定到 costmaps。因此,该系统可以很容易地用于其他方法,例如网格导航或三维占用网格地图。

GeRoNa

GeRoNa

GeRoNa wiki
论文地址
GeRoNa (Generic Robot Navigation)是一个模块化的机器人导航框架,包含路径规划、路径跟随(带避障)、以及各个模块之间交互的管理。它的设计理念是可以针对新的任务和机器人方便的扩进行展。
以下是该导航框架的逻辑框图:主要由三个部分组成,路径控制、路径规划、路径跟随。建图、定位以及障碍物检测是不包含在内的,需要依赖其他程序提供地图服务(mapserver)和位姿(pose)信息(主要是依赖tf_tree)。三个部分之间通过ROS中的Action机制传输数据。

autoware

Autoware-GFX_edited

autoware官网

【导航业务框架】开源无人驾驶项目autoware解读

autoware入门教程-目录

Autoware支持以下功能:
(1)传感器校准
(2)传感器融合
(3)各种数据记录
(4)3D本地化
(5)3D映射
(6)面向云的地图连接自动化
(7)汽车/行人/物体检测
(8)交通信号检测
(9)车道检测
(10)对象跟踪
(11)路径规划
(12)智能手机导航
(13)加速/制动/转向的路径跟踪控制
(14)软件仿真
(15)虚拟现实

autoware

apollo 6.0

apollo

Apollo_6_0
apollo 6.0 框架图

Hardware_overview_3_5
硬件介绍

Hardware_connection_3_5_1

硬件连接

Apollo_3_5_software_architecture

软件介绍

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