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ROS2与Nav2系统联调实战

📚 共计 30 章节

ROS2与Nav2初识

课程导论、环境总览、核心概念扫盲（节点、话题、服务、动作）

ROS2开发环境搭建

Ubuntu系统安装、ROS2 Humble安装、工作空间创建与编译测试

Nav2框架解析

Nav2整体架构、核心模块（BT Navigator、Planner、Controller、Recovery）介绍

地图服务与TF树

地图服务器（map_server）配置、TF树原理与静态/动态TF发布

机器人模型与URDF

URDF基础语法、机器人模型构建、在Rviz中可视化

传感器数据接入

激光雷达（LaserScan）驱动配置、里程计（Odometry）数据发布

传感器驱动

代价地图（Costmap）详解

全局代价地图与局部代价地图、膨胀层与障碍物层配置

Costmap膨胀层

全局路径规划（Global Planner）

NavFn与Smac Planner原理、参数调优

局部路径规划（Local Planner）

DWA与TEB算法对比、参数配置与实战调参

行为树（Behavior Tree）入门

BT基础概念、Nav2中的BT节点、自定义BT节点

Nav2生命周期管理

生命周期节点（LifecycleNode）机制、状态转换与调试

生命周期调试

导航启动文件编写

Launch文件结构、启动Nav2核心组件、参数加载

仿真环境搭建

Gazebo与Ignition仿真器配置、创建仿真世界与机器人模型

SLAM建图实战

使用SLAM Toolbox进行在线建图、地图保存与加载

AMCL定位原理

自适应蒙特卡洛定位（AMCL）原理、参数配置与调试

导航参数调优（上）

全局规划器参数、代价地图参数、膨胀半径调整

导航参数调优（下）

局部规划器参数、速度限制、加速度限制、恢复行为配置

多机器人导航

多机器人系统架构、命名空间隔离、协同导航基础

导航中的恢复行为

旋转恢复、清除代价地图、自定义恢复行为

自定义插件开发（上）

编写自定义全局规划器插件

自定义插件开发（下）

编写自定义行为树动作节点

导航性能监控

使用ROS2话题监控、rqt工具、日志分析

导航故障排查

常见错误（TF问题、地图问题、规划失败）诊断与解决

导航与机械臂协同

MoveIt2与Nav2集成、抓取与导航任务调度

机械臂MoveIt2

导航与视觉融合

视觉里程计（VIO）接入、视觉导航基础

导航在真实机器人上的部署

硬件选型、驱动适配、实车调试流程

导航系统测试与评估

测试用例设计、性能指标（成功率、路径长度、时间）

Nav2与ROS1 Bridge

ROS1与ROS2混合系统搭建、话题桥接

导航系统安全机制

速度限制、紧急停止、安全区域设置

综合实战项目

从零搭建完整导航系统（建图→定位→规划→执行→调试）