Моделирование навигационного стека ROS (часть 3)

На данный момент мы создали модель робота с дифференциальным приводом, которая удовлетворяет необходимым условиям для автономной навигации: дерево преобразований, одометрия, лазерный сканер и базовый контроллер. Теперь мы готовы заставить нашего моделируемого робота передвигаться самостоятельно с помощью стека навигации ROS. В этом уроке мы собираемся:

1. Подключить стек навигации ROS
2. Создать карту
3. Осуществить навигацию по карте

Как мы можем убедиться, эти шаги хорошо расписаны, поэтому мы просто соберем все это вместе для нашего робота.

Обзор: Использование стека навигации ROS

Цели: 1. Интегрировать навигационный стек ROS в модель нашего робота 2. Активировать автономную навигацию, чтобы нам не нужно было удаленно управлять нашим роботом

Ссылки:

• Примеры launch-файлов с использованием стека навигации ROS
• Советы по организации крупных проектов
• Примеры launch-файлов для многочисленных проектов роботов
• roscd turtlebot_navigation/launch/includes - дополнительные примеры launch-файлов

Код репозитория (хранилища):

git clone -b navigation https://github.com/richardw05/mybot_ws.git

Видео-мануал

Картография и навигация: Turtlebot (опционально)

Обучение организации автономному движению Turtlebot'а поможет усвоить базовые навыки. Есть три основных этапа: создание карты, сохранение карты и загрузка карты.

1. Создание карты Выполните команды, представленные ниже. Используйте teleop для перемещения робота, чтобы создать точную и полную карту.

В Терминале 1 запустите среду Gazebo

roslaunch turtlebot_gazebo turtlebot_world.launch

В Терминале 2 запустите построение карты

roslaunch turtlebot_gazebo gmapping_demo.launch

В Терминале 3 запустите rviz и установите следующие параметры: Localmap/Costmap/Topic to/map Globalmap/Costmap/Topic to/map

roslaunch turtlebot_rviz_launchers view_navigation.launch

В Терминале 4 запустите teleop

roslaunch turtlebot_teleop keyboard_teleop.launch

2. Сохранение карты В Терминале 5 сохраните карту в какой нибудь файл, указав путь

rosrun map_server map_saver -f ~/mybot_ws/test_map

3. Загрузка карты Закройте все предыдущие терминалы и выполните команды, представленные ниже. После загрузки используйте rviz для установки навигационных точек, робот должен будет двигаться автономно.

В Терминале 1 запустите среду Gazebo

roslaunch turtlebot_gazebo turtlebot_world.launch

В Терминале 2 запустите построение карты

roslaunch turtlebot_gazebo amcl_demo.launch map_file:=~/mybot_ws/test_map.yaml

В Терминале 3 запустите rviz

roslaunch turtlebot_rviz_launchers view_navigation.launch

Картография и навигация: Наш робот

Мы выполним те же действия для нашего робота с дифференциальным приводом.

Обратите внимание, что мы изменили нашу модель для более удобной навигации. Например, мы добавили дополнительное роликовое колесо для уменьшения дрожания (подпрыгивания) лазера во время резких остановок. Мы понимаем, что наша модель робота требует дополнительной настройки, поскольку она имеет некоторые странные навигационные изломы (недостатки). Мы ценим любые предложения. Тем не менее, нашей модели достаточно для игры и тренировок со стеком навигации ROS.

1. Создание карты Выполните команды, представленные ниже. Используйте teleop для перемещения робота, чтобы создать точную и полную карту.

В Терминале 1 запустите среду Gazebo

roslaunch mybot_gazebo mybot_world.launch

В Терминале 2 запустите построение карты

roslaunch mybot_navigation gmapping_demo.launch

В Терминале 3 запустите rviz и установите следующие параметры: Localmap/Costmap/Topic to/map Globalmap/Costmap/Topic to/map

roslaunch mybot_description mybot_rviz_gmapping.launch

В Терминале 4 запустите teleop

roslaunch mybot_navigation mybot_teleop.launch

2. Сохранение карты В Терминале 5 сохраните карту в какой нибудь файл, указав путь

rosrun map_server map_saver -f ~/mybot_ws/src/mybot_navigation/maps/test_map

3. Загрузка карты Закройте все предыдущие терминалы и выполните команды, представленные ниже. После загрузки используйте rviz для установки навигационных точек, робот должен будет двигаться автономно.

В Терминале 1 запустите среду Gazebo

roslaunch mybot_gazebo mybot_world.launch

В Терминале 2 запустите построение карты

roslaunch mybot_navigation amcl_demo.launch

В Терминале 3 запустите rviz

roslaunch mybot_description mybot_rviz_amcl.launch

Примечания

• (Опционально) Желательно установить Turtlebot

sudo apt-get install ros-kinetic-turtlebot ros-kinetic-turtlebot-apps ros-kinetic-turtlebot-
interactions ros-kinetic-turtlebot-simulator ros-kinetic-kobuki-ftdi ros-kinetic-ar-track-
alvar-msgs

• Если ROS не может найти turtlebot_gazebo

rosdep update

• Проблемы с созданием правильной карты?

Подумайте о снижении разрешения вашей карты. Измените значение дельты с .05 на .01:

/opt/ros/kinetic/share/turtlebot_navigation/launch/includes/gmapping.launch.xml

• Робот много крутится при автономном движении?

Установите эти параметры для демпфирования команд, отправляемых на базовый контроллер. Добавьте

<param name="move_base/DWAPlannerROS/max_rot_vel" value="1.0"/>
<name="move_base/DWAPlannerROS/acc_lim_theta" value="10.0"/>

в

/opt/ros/kinetic/share/turtlebot_gazebo/launch/amcl_demo.launch

• AMCL не загружает карту правильно?

Когда вы сохраняете файл карты, YAML-файл содержит путь к PGM-файлу; следовательно, вы не можете так просто перемещать файлы карты. Если вы это сделаете, необходимо изменить путь в YAML-файле.