kcctnavigation

自律移動の経路計画,経路追従,障害物回避等のアルゴリズムをまとめたパッケージ

Navigation demo

Navigation rqt_graph

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Dependency

• 必要パッケージはrosenv
• docker imageを利用する場合naviton

git clone https://github.com/hrjp/rosenv
./rosenv/package_install.bash

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emergency_stoper

前方に障害物がある時に停止する

publisher

• final_cmd_vel [geometry_msgs::Twist]
• linear_vel [std_msgs::Float32] for rviz visualization
• angular_vel [std_msgs::Float32] for rviz visualization

subscriber

• /pcl_handler/front_dist [std_msgs::Float32]
• selected_cmd_vel [geometry_msgs::Twist]

parameter

• max_vel [double] (default : 1.0)
• loop_rate [double] (default : 10.0)
• max_dis [double] (default : 5.0)
• min_dis [double] (default : 0.5)

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path_tracking

pathを受けっとってそれをなぞって走行する

publisher

• /initialpose [geometry_msgs::PoseWithCovarianceStamped]
• mcl_cmd_vel [geometry_msgs::Twist]
• waypoint/now [std_msgs::Int32]

subscriber

• waypoint/set [std_msgs::Int32]
• waypoint/path [nav_msgs::Path]

parameter

• map_frame_id [string] (default : map)
• base_link_frame_id [string] (default : base_link)
• lookahead_distance [double] (default : 1.5) distance from now position to target wp
• loop_rate [double] (default : 100)
• vel_max [double] (default : 2.0/3.6)
• angular_vel_max [double] (default : 0.5)

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pcl_distance

周囲の点群の中心位置を求める（障害物の距離を求める）

publisher

• /pcl_handler/filtered [pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ]
• /pcl_handler/front_dist [std_msgs::Float32]

subscriber

• /laser2pc/pc2 [sensor_msgs::PointCloud2]

parameter

• x_max [double]
• x_min [double]
• y_max [double]
• y_min [double]
• max_nn [int] (default : 1) sample cloud number
• radius [double] (default : 0.1) robot stop radius
• loop_rate [int] (default : 10)

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person_tracking

人間を追跡する

publisher

• camera_cmd_vel [geometry_msgs::Twist]

subscriber

• result [std_msgs::Float32MultiArray]
• waypoint/now [std_msgs::Int32]
• waypoint/type [std_msgs::Int32MultiArray]
• /pcl_handler/front_dist [std_msgs::Float32]

parameter

• loop_rate [double] (default : 100.0)

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astar_planning_node

自己位置から目標位置までのpathをA*アルゴリズムで計算

publisher

• astar_plannnig_node/path [nav_msgs::path]
• astar_planning_node/successPlan [std_msgs::Bool] whether planning is successful or not

subscriber

• astar_plannnig_node/goal [geometry_msgs::PoseStamped]
• costmap_node/my_costmap/costmap [nav_msgs::OccupancyGrid]

parameter

• costmapThreshold [int] (default : 90)
• heuristic_gain [double] (default : 1.0)
• resolution [double] (default : 0.1)
• replanning_radius [double] (default : 1.0)
• approximationNode [int] (default : 15)
• approximationResolution [double] (default : 10)
• loop_rate [double] (default : 100.0)
• map_frame_id [string] (default : map)
• base_link_frame_id [string] (default : base_link)

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costmap_node

costmap_2d
reference is here

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path_costmap

waypoint/path上が最小になるようなコストマップ
A*アルゴリズムでwaypointをなぞりやすくなる

publisher

• costmap_node/path_costmap [nav_msgs::OccupancyGrid]

subscriber

• waypoint/path [nav_msgs::Path]
• waypoint/now [std_msgs::Int32]

parameter

• my_costmap/width [double] (default : 30.0)

• my_costmap/height [double] (default : 30.0)

• my_costmap/resolution [double] (default : 0.1)

• my_costmap/publish_frequency [double] (default : 5.0)

• my_costmap/global_frame [double] (default : map)

• my_costmap/robot_base_frame [double] (default : base_link)

• path_costmap/cost_path_width [double] (default : 10.0)
  costの傾き costが0から100まで変化する幅[m]

• path_costmap/cost_wall_width [double] (default : path_costmap/cost_path_width)
  このパラメータ以上経路から外れた領域のコストを最大にする 実質的にロボットが動ける道幅を指定できる[m]

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costmap_marger

２つのコストマップの高いほうの数値を選んで融合する
base_costmapのpublish時にsub_costmapのコストを融合する ２つのコストマップのheight,width,resolutionが同じときのみ動作

publisher

• costmap_node/marged_costmap [nav_msgs::OccupancyGrid]

subscriber

• costmap_node/base_costmap [nav_msgs::OccupancyGrid]
• costmap_node/sub_costmap [nav_msgs::OccupancyGrid]

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lane_planner

pathからレーン状にposeを敷き、costmapの情報から最適なtarget poseを出力する
またロボットの現在速度からロボットからtarget poseまでの距離を決定する

publisher

• lane_planner/pose_out [geometry_msgs::Pose]
• lane_planner/marker_array [visualization_msgs::MarkerArray]

subscriber

• path [nav_msgs::Path]
• lane_planner/costmap [nav_msgs::OccupancyGrid]
• odom [nav_msgs::Odometry]

parameter

• map_frame_id [string] (default : map)
• base_link_frame_id [string] (default : base_link)
• loop_rate [double] (default : 100.0)
• lane_width [double] (default : 2.5)
• vehicle_width [double] (default : 0.8)
• sampling_number [int] (default : 7)
• distanceCost_gain [double] (default : 1.0)
• obstacleCost_gain [double] (default : 1.0)
• markerSize [double] (default : 1.0)
• maxVelocity [double] (default : 1.0)
• distanceTarget_maxVelocity (default : 1.0) distance when robot has max velocity
• distance_rate [double] (default : 0.3) distance rate when robot has min velocity

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laser2pc

LaserScanからpointcloud2に変換

publisher

• laser2pc/pc2 [sensor_msgs::PointCloud2]

subscriber

• scan [sensor_msgs::LaserScan]

pure_posePursuit

受け取ったtarget way point に追従するようにpure pursuit

publisher

• pure_posePursuit/cmd_vel [geometry_msgs::Twist]

subscriber

• pure_posePursuit/pose_in [geometry_msgs::Pose]

parameter

• map_frame_id [string] (default : map)
• base_link_frame_id [string] (default : base_link)
• loop_rate [double] (default : 100.0)
• max_angular_velocity [double] (default : 1.0)
• minVelocity [double] (default : 0.1)
• maxVelocity [double] (default : 0.5)
• maxCurvature [double] (default : 3.0)

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safety_limit

微小時間後のロボットの予測位置に現在観測されている点群が入り込むようであれば停止
停止が一定時間たつようであればrecoveryを別のrecobery behavior nodeに命令

publisher

• safety_limit/cmd_vel_out [geometry_msgs::Twist]
• safety_limit/mode [std_msgs::String]
• linear_vel [std_msgs::Float32]
• angular_vel [std_msgs::Float32]
• safety_limit/next_robot_position [visualization_msgs::Marker]

subscriber

• safety_limit/cmd_vel_in [geometry_msgs::Twist]
• cloud [sensor_msgs::PointCloud2]
• safety_limit/costmap [nav_msgs::OccupancyGrid]

parameter

• map_frame_id [string] (default : map)
• base_link_frame_id [string] (default : base_link)
• loop_rate [double] (default : 100.0)
• x_max [double] (default : 5.0)
• x_min [double] (default : -0.5)
• y_max [double] (default : 0.4)
• y_min [double] (default : -0.4)
• max_nn [double] (default : 100)

max number of cloud for judging safety mode

• robot_radius [double] (default : 0.5)
• max_angular_velocity [double] (default : 0.5)
• maxVelocity [double] (default : 1.0)
• dt [double] (default : 0.3)
• recovery_start_time [double] (default : 2.0)
• lowMode_speedRatio [double] (default : 0.5)
• dangerous_potential [bool] (default : true)

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wpBack_recovery

recovery behaviour nodeのひとつ
ロボットの現在地より後ろのway pointに向かって一定時間戻る

publisher

• wpBack_recovery/cmd_vel [geometry_msgs::Twist]
• wpBack_recovery/mode [std_msgs::String]

subscriber

• safety_limit/mode [std_msgs::String]
• waypoint/now [std_msgs::Int32]
• path [nav_msgs::Path]

parameter

• map_frame_id [string] (default : map)
• base_link_frame_id [string] (default : base_link)
• loop_rate [double] (default : 100.0)
• max_angular_velocity [double] (default : 0.5)
• linear_vel [double] (default : -0.3)
• dulation [double] (default : 0.5)
• recovery_leastDistance [double] (default : 2) least distance recovery way point
• fin_recovery_deviation [double] (default : 0.3) finish recovery when distance from robot position to recovery wp is less than this parameter

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Kobe Kosen Robotics Navigation Packages

• naviton
  • kobe kosen roboticsの自律移動ロボットnavitonの環境構築
• kcctcore
  • 各パッケージをつなぐマスターパッケージ
• kcctnavigation
  • 自律移動用アルゴリズム全般
• waypoint_tools
  • waypointの読み書きなどwaypointに関連するノード全般
• kcctsim
  • gazebo simulationとrobotのURDFモデル
• kcctplugin
  • 自律移動用のrviz plugin
• kcctfirm
  • 自律移動ロボットNavitonのファームウェア
• LeGO-LOAM
  • 3D Mapping
  • forked from LeGO-LOAM