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Nav2导航调参与避障实战

📚 共计 30 章节

Nav2概览与架构

Nav2是什么、核心组件（BT Navigator、Planner、Controller、Recovery）、导航生命周期。

架构核心组件

ROS2 Humble安装、Gazebo与TurtleBot3仿真环境配置、Nav2源码编译。

地图类型（occupancy grid、costmap）、地图生成（SLAM与已知地图）、地图格式与加载。

全局规划器

NavFn、Smac Planner（2D与Hybrid-A*）、规划器配置与调优。

全局规划Smac

局部规划器

DWB Controller、Teb Controller、Regulated Pure Pursuit，参数对比与选型。

局部规划DWBTEB

全局代价地图与局部代价地图、膨胀层、障碍物层、静态地图层配置。

代价地图膨胀层

行为树导航

BT Navigator原理、XML行为树编写、自定义行为节点。

旋转恢复、后退恢复、自定义恢复策略、恢复触发条件调优。

速度与加速度限制

最大速度、最小速度、加速度、转弯半径参数设置。

速度加速度

路径平滑器（Path Smoother）、参数调整、与规划器的配合。

障碍物检测原理、激光雷达与深度相机数据融合、避障策略。

避障传感器

动态障碍物预测、速度障碍法（VO）、时间弹性带（TEB）避障。

足迹与碰撞检测

机器人足迹定义、碰撞检测算法、安全距离设置。

碰撞检测安全

导航参数总览

nav2_params.yaml文件结构、参数分组与加载顺序。

调参方法论

调参流程（先全局后局部、先静态后动态）、性能评估指标。

方法论调参

全局规划器调参

Smac Planner启发式权重、规划超时、网格分辨率调优。

局部规划器调参

DWB速度评分权重、TEB轨迹时间分辨率、轨迹前瞻距离。

代价地图调参

膨胀半径、障碍物衰减函数、更新频率、最大障碍物距离。

代价地图膨胀

行为树调参

导航任务超时、重试次数、回退行为触发阈值。

行为树超时

恢复行为调参

旋转速度、后退距离、恢复尝试次数。

速度与加速度调参

最大线速度、最大角速度、加速度曲线、急停响应。

速度加速度

路径平滑调参

平滑权重、路径点密度、曲率约束。

避障参数调参

障碍物膨胀系数、避障反应时间、最小安全距离。

避障安全距离

动态避障调参

预测时间窗口、障碍物速度估计、避障优先级。

动态避障预测

多传感器融合

激光雷达与深度相机配置、传感器数据同步、融合策略。

传感器融合

导航性能优化

计算资源分配、更新频率调整、路径规划缓存。

常见问题排查

规划失败、抖动、卡死、绕远路等问题的诊断与解决。

实战案例1：狭窄走廊导航

狭窄走廊导航——参数调整与避障策略。

实战案例2：动态人群环境导航

动态人群环境导航——速度与避障协同调优。

实战案例3：多楼层导航

多楼层导航——地图切换与全局规划器配置。

实战多楼层