Graceful Controller

源代码在 Github.

优雅控制器基于 Jong Jin Park 和 Benjamin Kuipers 在“2D 环境中差速轮式移动机器人优雅运动的平滑控制律”(ICRA 2011) 中的工作实现了控制器。在此实现中，motion_target 设置在距离机器人一定距离处，该距离呈指数稳定，以生成机器人要遵循的平滑轨迹。

有关更完整的信息，请参阅软件包的 README。

优雅控制器参数

transform_tolerance:

Type	Default
double	0.1

Description

TF 变换容差（s）。

motion_target_dist:

Type	Default
double	0.6

Description

用于查找 motion_target 点的前瞻距离（m）。

max_robot_pose_search_dist:

Type	Default
double	Local costmap max extent (max(width, height) / 2)

Description

沿全局规划搜索最接近机器人姿势的姿势的综合距离的上限。除非存在不离开本地代价地图的循环和交叉点的路径，否则应保留此默认值，在这种情况下，有必要将此值调小以防止走捷径。如果设置为“-1”，它将使用最大可能的距离在路径上的每个点搜索最近的路径点。

k_phi:

Type	Default
double	3.0

Description

phi 变化率与 r 变化率之比。控制慢速子系统的收敛。如果此值等于零，控制器将表现为纯航路点跟随器。高值提供极端的姿势跟随场景，其中 theta 的减小速度比 r 快得多。

k_delta:

Type	Default
double	2.0

Description

应用于航向误差反馈的常数因子。控制快速子系统的收敛。值越大，机器人收敛到参考航向的速度越快。

beta:

Type	Default
double	0.2

Description

应用于路径曲率的恒定因子。此值必须为正数。确定曲率增加时速度下降的速度。

lambda:

Type	Default
double	2.0

Description

应用于路径曲率的恒定因子。此值必须大于或等于 1。确定曲线的锐度：λ 值越高，曲线越锐利。

v_linear_min:

Type	Default
double	0.1

Description

最小线速度（米/秒）。

v_linear_max:

Type	Default
double	0.5

Description

最大线速度（米/秒）。

v_angular_max:

Type	Default
double	1.0

Description

控制律产生的最大角速度（rad/s）。

slowdown_radius:

Type	Default
double	1.5

Description

机器人开始减速的目标姿势周围的半径（m）。

initial_rotation:

Type	Default
bool	true

Description 在开始路径之前，启用到目标的原地旋转。控制律可能会生成到目标姿势的大弧线，具体取决于初始机器人方向和“k_phi”、“k_delta”。

initial_rotation_min_angle:

Type	Default
double	0.75

Description

如果启用了“initial_rotation”，则路径方向和起始机器人方向的差异会触发原地旋转。

final_rotation:

Type	Default
bool	true

Description

与“initial_rotation”类似，当目标方向与路径不一致时，控制律可以生成大弧。如果启用此功能，最终姿势将被忽略，机器人将遵循路径的方向，并在原地进行最终旋转以达到目标方向。

rotation_scaling_factor:

Type	Default
double	0.5

Description

应用于原地旋转速度的比例因子。

allow_backward:

Type	Default
bool	false

Description

是否允许机器人向后移动。

Example

controller_server:
  ros__parameters:
    use_sim_time: True
    controller_frequency: 20.0
    min_x_velocity_threshold: 0.001
    min_y_velocity_threshold: 0.5
    min_theta_velocity_threshold: 0.001
    progress_checker_plugins: ["progress_checker"] # progress_checker_plugin: "progress_checker" For Humble and older
    goal_checker_plugins: ["goal_checker"]
    controller_plugins: ["FollowPath"]

    progress_checker:
      plugin: "nav2_controller::SimpleProgressChecker"
      required_movement_radius: 0.5
      movement_time_allowance: 10.0
    goal_checker:
      plugin: "nav2_controller::SimpleGoalChecker"
      xy_goal_tolerance: 0.25
      yaw_goal_tolerance: 0.25
      stateful: True
    FollowPath:
      plugin: nav2_graceful_controller::GracefulController
      transform_tolerance: 0.1
      motion_target_dist: 0.6
      initial_rotation: true
      initial_rotation_min_angle: 0.75
      final_rotation: true
      allow_backward: false
      k_phi: 3.0
      k_delta: 2.0
      beta: 0.4
      lambda: 2.0
      v_linear_min: 0.1
      v_linear_max: 1.0
      v_angular_max: 5.0
      slowdown_radius: 1.5