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Nav2导航规划与避障参数调优

📚 共计 30 章节

什么是Nav2？架构解析、核心组件：BT Navigator、Planner、Controller、Recovery

架构核心组件

ROS2 Humble安装、Nav2源码编译、依赖安装、TurtleBot3仿真环境搭建

OccupancyGrid数据类型、map_server、静态地图与动态地图

地图服务器

全局规划器

NavFn、Theta*、Smac Planner 2D配置调参，Costmap2D原理

规划代价地图

局部规划器

DWA、TEB、MPC对比，参数详解与调优实战

局部规划调优

行为树（BT）导航

行为树基础概念、Nav2行为树结构、自定义行为节点

行为树自定义

代价地图深入

膨胀层、障碍物层、静态层、动态层配置与优化

VFH+、ND、动态窗口法（DWA）避障原理与参数调节

旋转恢复、前进恢复、自定义恢复行为配置与触发条件

生命周期节点

Nav2生命周期管理、节点状态转换、自检与错误处理

生命周期状态机

多机器人导航

多机器人地图共享、协同避障、命名空间配置

多机器人协同

导航性能调优

计算资源优化、路径规划速度提升、实时性保障

传感器融合

激光雷达、深度相机、IMU、里程计数据融合

传感器融合

动态障碍物检测

基于激光雷达的动态障碍物检测、预测与避让

导航参数文件详解

nav2_params.yaml逐项解析，常见错误配置排查

导航启动文件

launch文件编写、参数加载、节点启动顺序控制

导航与机械臂协同

移动底盘+机械臂导航抓取，MoveIt2与Nav2集成

机械臂MoveIt2

Gazebo仿真环境搭建、仿真传感器配置、调试技巧

导航实车部署

真实机器人硬件选型、传感器标定、里程计校准

导航调试工具

rviz2可视化、nav2命令行工具、日志分析、性能监控

导航故障排查

常见错误（规划失败、控制超时、代价地图异常）及解决方案

导航安全机制

速度限制、安全距离、紧急停止、故障安全模式

导航与SLAM集成

Cartographer、SLAM Toolbox与Nav2联合使用

导航路径优化

A*、Dijkstra、Hybrid A*算法对比与参数调优

导航控制接口

cmd_vel、odom、tf树、传感器话题解析

导航插件开发

自定义规划器、控制器、恢复行为插件开发流程

导航性能测试

基准测试方法、测试指标（路径长度、时间、成功率）

导航与任务调度

Nav2与任务规划器（如BehaviorTree.CPP）集成

导航进阶话题

导航在非结构化环境（草地、楼梯）中的应用

进阶非结构化

综合实战项目

从零搭建一个完整的自主导航机器人（仿真+实车）

实战完整项目