spark 路径规划算法路径规划ros

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数据科学探索者 2023-11-24 21:51:29

文章标签 spark 路径规划算法机器人路径规划自定义描述文件 文章分类 Spark 大数据

全局路径规划

ROS 的navigation官方功能包提供了三种全局路径规划器：carrot_planner、global_planner、navfn。我们通常使用的是navfn，如果机器人执行一些特殊任务而navfn不支持的话就需要自己写一个全局路径规划区并注册到ROS系统。
ROS的全局路径规划器是以lib插件形式（pluginlib）存在的，通过配置move_base 中base_global_planner参数指定实际路径规划执行时采用的全局路径规划器，这种设计大大提高了navigation包的可扩展性。
ROS官网wiki有详细的教程指导如何为ROS添加自定义的全局路径规划器。主要思路是：直接拷贝一份现成的全局路径规划器代码包，将软件包中的相关名字修改成想要的，最后实现下自己的makeplan方法即可。

自定义全局路径规划

为了向ROS添加一个新的全局路径规划器，新的路径规划器必须遵守nav_core包中定义的。
nav_core::BaseGlobalPlanner C ++接口。一旦编写了全局路径规划器，它必须作为插件添加到ROS中，以便它可以被move_base包使用。

(1)编写路径规划类
Class Header/类头文件
第一步是为遵循nav_core::BaseGlobalPlanner的路径规划器编写一个新类，然后在该类中重写initialize，makePlan方法。。在carrot_planner.h中可以找到一个类似的例子作为参考。
(2)为全局规划类创建插件

1.注册规划器作为BaseGlobalPlanner插件：
这是通过指令PLUGINLIB_EXPORT_CLASS(global_planner::GlobalPlanner, nav_core::BaseGlobalPlanner)完成的。其中，global_planner::GlobalPlanner为自己定义的命名空间::类。为此，必须包含库 #include <pluginlib/class_list_macros.h>。
宏PLUGINLIB_EXPORT_CLASS：允许一个类被动态加载，标记为一个导出的类。可以放在构成插件库的任何源（.cpp）文件中，通常放在导出类的.cpp文件的末尾。
插件描述文件：
XML文件，用于以机器可读格式存储有关插件的所有重要信息。它包含有关插件库的信息，插件的名称，插件的类型等。
举例rrt_star_planner_plugin.xml：

<library path="lib/librrt_star_global_planner">
  <class name="RRTstar_planner/RRTstarPlannerROS" type="RRTstar_planner::RRTstarPlannerROS" base_class_type="nav_core::BaseGlobalPlanner">
    <description>This is RRT Star Global Planner Plugin by Rafael Barreto.</description>
  </class>
</library>

在第一行 <library path="lib/librrt_star_global_planner">我们指定插件库的路径。我们的例子，路径是lib/librrt_star_global_planner，其中lib是目录中的文件夹 ~/catkin_ws/devel/。
在第二行中，我们首先指定我们将在move_base启动文件中使用的RRTstar_planner插件的名称作为参数，它指定了要在nav_core中使用的全局规划器。通常使用命名空间（RRTstar_planner）后跟斜杠，然后使用类（ RRTstarPlannerROS）的名称来指定插件的名称。如果不指定名称，那么名称将等于该类型，在这种情况下将是RRTstar_planner::RRTstarPlannerROS。它建议指定名称以避免混淆。该类型指定了实现插件的类的名称，在我们的例子中是RRTstar_planner::RRTstarPlannerROS，而base_class_type指定了实现插件的基类的名称，在我们的例子中是nav_core::BaseGlobalPlanner。
第三行所述<description> 标记提供关于插件的简要说明。有关插件描述文件及其相关标签/属性的详细说明。
为什么我们需要这个描述文件？ 除了代码宏，我们需要这个文件，以允许ROS系统自动发现，加载。插件描述文件还包含重要信息，如插件的描述，不适合加在宏定义里。
注册插件到ROS包系统：
待补充

2.makePlan()方法实现：在开始和目标参数用来获取初始位置和目标位置。在该说明性实现中，以起始位置（plan.push_back(start))）作为开始的规划变量。然后，在for循环中，将在规划中静态插入虚拟位置，然后将目标位置作为最后一个位置插入规划。然后，此规划路径将发送到move_base全局规划模块，该模块将通过ROS话题nav_msgs/Path进行发布，然后将由本地规划模块接收。

现在，全局规划类已经完成，您已准备好进行第二步，即为全局规划类创建插件，将其集成到move_base包的全局规划模块nav_core::BaseGlobalPlanner中。

(3)编译
要编译上面创建的全局规划库，必须将其添加到CMakeLists.txt中。添加代码：

add_library(global_planner_lib src/path_planner/global_planner/global_planner.cpp)

然后在终端中运行catkin_make，在catkin工作空间目录中生成二进制文件。这将在lib目录中创建库文件 ~/catkin_ws/devel/lib/libglobal_planner_lib。观察到“lib”附加到CMakeLists.txt中声明的库名global_planner_lib