《动手学ROS2》10.9使用FishBot进行自主导航

炒沙作縻终不饱，缕冰文章费工巧。这篇文章主要讲述《动手学ROS2》10.9使用FishBot进行自主导航相关的知识，希望能为你提供帮助。
《动手学ROS2》10.9使用FishBot进行自主导航

本系列教程作者：小鱼
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10.9使用FishBot进行自主导航经过前面三节的铺垫，我们只需要再编写一个launch文件启动nav2就可以让fishbot自己动起来了。
??1.编写launch文件??我们将地图、配置文件传递给nav2为我们提供好的launch文件中即可。

再一个launch文件中包裹另一个功能包中的luanch文件采用的是??IncludeLaunchDescription???和??pythonLaunchDescriptionSource??

作者: 小鱼
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描述: Nav2 launch启动文件

import os
from ament_index_python.packages import get_package_share_directory
from launch import LaunchDescription
from launch.actions import IncludeLaunchDescription
from launch.launch_description_sources import PythonLaunchDescriptionSource
from launch.substitutions import LaunchConfiguration
from launch_ros.actions import Node

def generate_launch_description():
#=============================1.定位到包的地址=============================================================
fishbot_navigation2_dir = get_package_share_directory(fishbot_navigation2)
nav2_bringup_dir = get_package_share_directory(nav2_bringup)

#=============================2.声明参数，获取配置文件路径===================================================
# use_sim_time 这里要设置成true,因为gazebo是仿真环境，其时间是通过/clock话题获取，而不是系统时间
use_sim_time = LaunchConfiguration(use_sim_time, default=true)
map_yaml_path = LaunchConfiguration(map,default=os.path.join(fishbot_navigation2_dir,maps,fishbot_map.yaml))
nav2_param_path = LaunchConfiguration(params_file,default=os.path.join(fishbot_navigation2_dir,param,fishbot_nav2.yaml))
rviz_config_dir = os.path.join(nav2_bringup_dir,rviz,nav2_default_view.rviz)

#=============================3.声明启动launch文件，传入：地图路径、是否使用仿真时间以及nav2参数文件==============
nav2_bringup_launch = IncludeLaunchDescription(
PythonLaunchDescriptionSource([nav2_bringup_dir,/launch,/bringup_launch.py]),
launch_arguments=
map: map_yaml_path,
use_sim_time: use_sim_time,
params_file: nav2_param_path.items(),
)
rviz_node =Node(
package=rviz2,
executable=rviz2,
name=rviz2,
arguments=[-d, rviz_config_dir],
parameters=[use_sim_time: use_sim_time],
output=screen)

return LaunchDescription([nav2_bringup_launch,rviz_node])Copy to clipboardErrorCopied

??2.安装并添加依赖????2.1 修改CMakeLists.txt??
添加install指令，将文件拷贝到install目录

cmake_minimum_required(VERSION 3.5)
project(fishbot_navigation2)

# find dependencies
find_package(ament_cmake REQUIRED)
install(
DIRECTORY launch param maps
DESTINATION share/$PROJECT_NAME
)

ament_package()Copy to clipboardErrorCopied

??2.2 添加依赖??
主要是添加这行?

? <
exec_depend>
nav2_bringup<
/exec_depend>
?

< ?xml version="1.0"?>
< ?xml-model href="http://download.ros.org/schema/package_format3.xsd" schematypens="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"?>
< package format="3">
< name> fishbot_navigation2< /name>
< version> 0.0.0< /version>
< description> TODO: Package description< /description>
< maintainer email="sangxin2014@sina.com"> root< /maintainer>
< license> TODO: License declaration< /license>

< buildtool_depend> ament_cmake< /buildtool_depend>

< test_depend> ament_lint_auto< /test_depend>
< test_depend> ament_lint_common< /test_depend>
< exec_depend> nav2_bringup< /exec_depend>
< export>
< build_type> ament_cmake< /build_type>
< /export>
< /package> Copy to clipboardErrorCopied

??3.构建运行????3.1 构建??

colcon build --packages-up-tofishbot_navigation2Copy to clipboardErrorCopied

??3.2 运行??
??3.2.1 运行仿真??

source install/setup.bash
ros2 launch fishbot_description gazebo.launch.pyCopy to clipboardErrorCopied

??3.2.2 运行Nav2??

source install/setup.bash
ros2 launch fishbot_navigation2 navigation2.launch.pyCopy to clipboardErrorCopied

??4.初始化位置??启动后正常你应该在RVIZ2和终端看到一个错误，这是因为没有给定初始化位置（告诉机器人它在地图的大概位置）导致的。

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[planner_server-5] [INFO] [1652973621.731976741] [global_costmap.global_costmap]: Timed out waiting for transform from base_link to map to become available, tf error: Invalid frame ID "map" passed to canTransform argument target_frame - frame does not exist
[rviz2-10] [INFO] [1652973621.760971376] [rviz2]: Message Filter dropping message: frame odom at time 0.000 for reason Unknown
[rviz2-10] [INFO] [1652973621.856298950] [rviz2]: Message Filter dropping message: frame laser_link at time 4392.881 for reason Unknown
[rviz2-10] [INFO] [1652973621.951345246] [rviz2]: Message Filter dropping message: frame laser_link at time 4392.981 for reason Unknown
[rviz2-10] [INFO] [1652973621.951468235] [rviz2]: Message Filter dropping message: frame odom at time 0.000 for reason Unknown
[rviz2-10] [INFO] [1652973622.047860791] [rviz2]: Message Filter dropping message: frame laser_link at time 4393.081 for reason UnknownCopy to clipboardErrorCopied

通过RVIZ2的工具栏上的 ??2D Pose Estimate?? 可以给迷茫的fishbot指明“机生方向”。

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点击 ??2D Pose Estimate?? ，进行姿态初始化（选中机器人在Gazebo位置差不多的点，左键点击不要松开，移动鼠标给定方向），初始化完后，左边的Global Status 就正常了。

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??5.单点导航??点击RVIZ2工具栏上的就可以给fishbot安排一个目标点了，点击按钮，到地图上任意一点击鼠标左键，注意不要松开，移动鼠标给定一个方向。

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??6.多点（路点）导航??观察左下角，有一个Nav2的Rviz2小插件，可以进行启动停止和导航模式的切换，点击切换到路点模式。
接着你可以使用工具栏的按钮，给FishBot指定多个要移动的点，接着点击左下角的启动，就可以看到FishBot依次到达这些目标点。

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??7.查看机器人当前在地图中的位置??在机器人导航过程中我们如何实时查看机器人在地图中的位置呢？我们可以通过tf进行查看。
打开终端，输入指令：

ros2 run tf2_rostf2_echo map base_linkCopy to clipboardErrorCopied

接着就可以看到下面的信息，旋转和变换位资数据了

[INFO] [1653215686.225862749] [tf2_echo]: Waiting for transform map -> base_link: Invalid frame ID "map" passed to canTransform argument target_frame - frame does not exist
At time 4873.528000000
- Translation: [-0.009, -0.016, 0.076]
- Rotation: in Quaternion [0.000, -0.000, -0.000, 1.000]
At time 4874.514000000
- Translation: [-0.009, -0.016, 0.076]
- Rotation: in Quaternion [0.000, -0.000, -0.000, 1.000]Copy to clipboardErrorCopied

??8.总结??本节我们终于将FishBot的自主导航给跑了起来，不过我们都是通过RVIZ2的工具给机器人指定的目标点，除了工具栏的工具，我们还可以使用代码的方式发送目标点给FishBot，下一节小鱼就会带你一起学习Nav2的API（应用程序接口）。
课后作业：