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手把手教你搭建Nav2导航系统

📚 共计 30 章节

什么是Nav2？Nav2能做什么？架构概览与核心组件介绍。

Ubuntu 22.04 · ROS2 Humble · Gazebo与TurtleBot3仿真环境搭建。

Nav2源码编译

从GitHub拉取Nav2源码，colcon编译，解决常见编译错误。

核心概念详解

行为树(Behavior Tree) · 生命周期节点(Lifecycle Node)机制。

行为树生命周期

SLAM建图 vs 已知地图 · YAML+PGM/PNG · 地图服务器配置。

全局规划器

NavFn与Smac Planner · A*与Dijkstra算法选择与配置。

局部规划器

DWA与Regulated Pure Pursuit · 参数调优实战。

局部规划调优

全局/局部代价地图 · 膨胀层、障碍物层、静态地图层配置。

代价地图层

行为树服务器

NavigateToPose行为树解析 · 自定义行为树节点。

行为树服务器

Spin、BackUp、Wait等恢复行为配置与触发条件。

生命周期管理

Nav2节点启动顺序与状态转换 (Unconfigured→Inactive→Active)。

生命周期状态

TF树在导航中的作用 · map→odom→base_link→laser_link变换。

传感器集成

激光雷达(LiDAR)与深度相机(RGB-D)配置，传感器数据融合。

传感器融合

轮式里程计与IMU融合 · EKF与robot_localization包使用。

Nav2启动文件

编写launch文件启动Nav2全套组件，参数文件(YAML)加载。

配置Nav2面板 · 显示路径、代价地图、机器人模型。

简单导航测试

使用RViz的2D Nav Goal发布目标，观察机器人运动。

导航API调用

Python/C++通过Action接口向Nav2发送导航目标。

多目标导航

连续导航点(Waypoint)跟随 · Waypoint Follower使用。

多目标航点

动态障碍物避障

配置代价地图Voxel层，实现动态障碍物实时避让。

导航性能调优

调整规划器频率、代价地图更新频率、路径超时等参数。

SLAM与导航结合

Cartographer/SLAM Toolbox建图，保存地图用于Nav2导航。

多机器人导航

配置多机器人命名空间，实现多机器人协同导航。

多机器人协同

导航仿真进阶

复杂Gazebo场景测试，添加动态行人、移动障碍物。

真实机器人部署

Nav2部署到真实机器人，硬件选型与驱动配置建议。

日志与调试

ros2 log、rqt_console、Nav2 BT日志进行故障排查。

自定义插件开发

编写自定义全局规划器插件或代价地图层插件。

导航安全机制

速度限制、急停按钮、安全区域(Keepout Zone)配置。

Nav2与MoveIt2结合

机械臂与移动底盘协同，实现抓取+导航任务。

机械臂MoveIt2

从零搭建完整自主导航机器人，建图、定位、导航全流程。

实战全流程