homer_navigation

Introduction

Das Package "homer_navigation" mit seiner gleichnamigen Node ist für die Navigation des Roboters zuständig. Es hält stets die aktuelle Karte des Roboters vor, die auf Topic /map empfangen wurde und berechnet anhand von dieser Karte einen Pfad vom Roboter zu einem gegebenen Zielpunkt. Dafür verwendet die Navigation die sogenannte Pfad-Transformation - eine Kombination aus Distanz-Transformation und Hindernistransformation -, in Verbindung mit A-Stern, um einen optimalen Pfad zu finden. Das Verhältnis zwischen Distanz- und Hindernis-Transformation kann über einen Parameter angepasst werden. Nach der Pfadberechnung ist das Package außerdem dafür zuständig den Roboter diesen Pfad zum Ziel abfahren zu lassen.

Topics

Publisher

• /homer_navigation/target_reached (std_msgs/String): Wenn der Roboter sein Ziel erreicht hat, wird eine Message über dieses Topic veschickt.
• /homer_navigation/target_unreachable (mapnav_msgs/TargetUnreachable): Über dieses Topic wird mitgeteilt, wenn der Roboter sein Ziel nicht erreichen kann und die Navigation abgebrochen wurde. Ein Statuscode wird mitgeliefert (siehe Package map_messages).
• /homer_navigation/path (nav_msgs/Path): Hierüber wird der aktuelle Pfad zur Visualisierung an die GUI geschickt.
• /robot_platform/cmd_vel (geometry_msgs/Twist): Über dieses Topic werden die aktuellen Fahrbefehle zum Roboter geschickt.
• /ptu/set_pan_tilt (ptu/SetPanTilt): Über dieses Topic wird die PTU nach navigation auf 0, 0 gefahren.
• /ptu/center_world_point (ptu/CenterWorldPoint): Über dieses Topic wird die PTU auf den nächsten Wegpunkt centriert.

Subscriber

• /map (nav_msgs/OccupancyGrid): Die jeweils aktuelle Map wird empfangen, um sie für die Pfadplanung und Hindernisvermeidung während der Navigation zu verwenden.
• /pose (geometry_msgs/PoseStamped): Die aktuelle Pose des Roboters wird als Startpunkt der Pfadplanung verwendet.
• /scan (sensor_msgs/LaserScan): Der aktuelle LaserScan wird zur Hindernisvermeidung verwendet.
• /front_scan (sensor_msgs/LaserScan): Der aktuelle LaserScan wird zur Hindernisvermeidung verwendet.
• /homer_navigation/start_navigation (mapnav_msgs/StartNavigation): Startet die Pfadplanung und anschließend die Navigation zur mitgelieferten Zielpose.
• /move_base_simple/goal (geometry_msgs/PoseStamped): Started die Pfadplanung und anschließende Navigation zur Zielpose.
• /homer_navigation/stop_navigation (std_msgs/Empty): Stoppt die aktuelle Navigation.
• /homer_navigation/navigate_to_POI (mapnav_msgs/NavigateToPOI): Startet die Pfadplanung und anschließend die Navigation zum POI mit angegebenen Namen. Der entsprechende POI wird anschließend vom map_manager erfragt.
• /homer_navigation/unknown_threshold (std_msgs/Int8): Über dieses Topic kann der Schwellwert verändert werden, ab dem ein Zellwahrscheinlichkeit als belegt und damit unbefahrbar markiert wird. Standard ist 50 (%).
• /homer_navigation/refresh_params (std_msgs/Empty): Über dieses Topic lassen sich die Parameter neu auslesen.
• /homer_navigation/max_depth_move_distance (std_msgs/Float32): Über dieses Topic lässt sich die Hindernissdistance der Tiefendaten übermitteln.

Launch Files

• homer_navigation.launch: Startet die Navigation und lädt alle Navigations-Paramter in den Parameterserver.

Parameter

homer_navigation

• /homer_navigation/safe_path_weight: 1.2 # factor weight for safer path in relation to shortest path
• /homer_navigation/waypoint_sampling_threshold: 1.5 # factor of how dense the path waypoints are sampled regarding the obstacle_distance of the last or next waypoint
• /homer_navigation/frontier_safeness_factor: 1.4 # factor of min_allowed_obstacle_distance to an obstacle of a cell which is considered safe

cost calculation parameters

• /homer_navigation/allowed_obstacle_distance/min: 0.3 # m robot must stay further away than this from obstacles
• /homer_navigation/allowed_obstacle_distance/max: 5.0 # m not used at the moment
• /homer_navigation/safe_obstacle_distance/min: 0.7 # m if possible robot should move further away than this from obstacles
• /homer_navigation/safe_obstacle_distance/max: 1.5 # m further away than this from obstacles doesn't give a lesser cost addition

collision Avoidance parameters

• /homer_navigation/collision_distance: 0.3 # m distance to obstacle from robotFront in which the obstacle avoidance will be executed
• /homer_navigation/collision_distance_near_target: 0.2 # m distance to obstacle from robotFront where obstacle avoidance won't be executed when near the target
• /homer_navigation/backward_collision_distance: 0.5 # m distance behind robot in which the robot won't back up into while doing collision avoidance
• /homer_navigation/min_y: 0.27 # m half robot width for max_move_distance calculation
• /homer_navigation/min_x: 0.3 # m distance from base_link to robot front for max_move_distance calculation

check path on map update

• /homer_navigation/check_path: true # bool toggles if the calculated path will be checked for obstacles while navigating
• /homer_navigation/check_path_max_distance: 2 # m maximal distance from robot position in which the path is being checked for obstacles

speed parameters

• /homer_navigation/min_turn_angle: 0.15 # rad values lower than this angle will let the navigation assume reaching the designated position
  
• /homer_navigation/max_turn_speed: 0.6 # rad/s max turn velocity the navigation can send
• /homer_navigation/min_turn_speed: 0.3 # rad/s min turn speed for Final Turn so the Robot doesn't stop turning

• /homer_navigation/max_drive_angle: 0.6 # rad threshold for driving and turning - if above that value only turn

• /homer_navigation/max_move_speed: 0.4 # m/s max move speed the navigation can send

caution factors values near 0 mean high caution values greater values mean less caution

if any factor equals 0 the robot can't follow paths !!

• /homer_navigation/map_speed_factor: 1.2 # factor for the max speed calculation of the obstacleDistancemap
• /homer_navigation/waypoint_speed_factor: 1.2 # factor for the max speed calculation with the distance to the next waypoint

• /homer_navigation/obstacle_speed_factor: 1.0 # factor for the max speed calculation with the last laser may movement distance

• /homer_navigation/callback_error_duration: 0.3 # s max duration between pose and laser callbacks before error handling is executed

• /homer_navigation/use_ptu: false# bool toggles if the ptu is being used to look at the next Waypoint during navigation

Changelog for package homer_navigation

0.1.41 (2018-04-11)

• tarjectory msgs
• Contributors: Raphael Memmesheimer

0.1.40 (2018-04-11)

• drive to torso position
• Contributors: Raphael Memmesheimer

0.1.39 (2017-11-14)

0.1.38 (2017-11-13)

0.1.37 (2017-11-08)

• Merge branch \'master\' of gitlab.uni-koblenz.de:robbie/homer_mapping
• Contributors: Raphael Memmesheimer

0.1.21 (2017-03-21)

• autoformat
• Contributors: Niklas Yann Wettengel

0.1.19 (2017-03-02)

• maskMap disabled because not functional at the moment
• no seperate laserCallback
• give position information of obstacle in target unreachable message
• Contributors: Florian Polster, Lisa

0.1.18 (2017-02-28)

• reworked ignore laser and obstacle position feedback
• Contributors: Lisa

0.1.17 (2017-02-26)

• Eigen3 INCLUDE_DIR fix
• Contributors: Niklas Yann Wettengel

0.1.16 (2017-02-23)

• changed maintainer
• Contributors: Raphael Memmesheimer

0.1.15 (2017-02-16)

• map_manager without laser scans
• Contributors: Lisa

0.1.14 (2017-02-10)

• changed check path and waypoint angle speed
• Contributors: Lisa

0.1.13 (2017-02-10)

• best changelog ever
• Contributors: Florian Polster

0.1.12 (2017-02-09)

• c++11
• laser scan check path
• Contributors: Florian Polster

0.1.11 (2017-01-19)

• no debug
• cool changelogs
• navigation with dynamic maps
• Contributors: Lisa
• navigation with dynamic maps
• Contributors: Lisa

0.1.10 (2016-12-08)

• removed not used code
• added support for not quadratic maps
• Contributors: Lisa

0.1.9 (2016-11-23)

• fix bug when first target is unreachable
• Contributors: Malte Roosen

0.1.8 (2016-11-21)

• Catch error case of obstacleMapDistance=0
• Contributors: Malte Roosen

0.1.7 (2016-11-17)

• Add a parameter to NavigateToPOI msgs to controll new behaviour (remove config parameter)
• Introduce parameter to change behaviour after collision avoidance
• Autoformat homer_navigation_node
• Contributors: Malte Roosen
• Introduce parameter to change behaviour after collision avoidance
• Autoformat homer_navigation_node
• Contributors: Malte Roosen

0.1.6 (2016-11-04)

0.1.5 (2016-11-04)

• fixed dependencies
• Contributors: Niklas Yann Wettengel

0.1.4 (2016-11-03)

• fixes
• updated changelog
• Contributors: Niklas Yann Wettengel

0.1.3 (2016-11-03)

0.1.2 (2016-11-03)

• install launch files
• Contributors: Niklas Yann Wettengel

0.1.1 (2016-11-03)

• fixes
• initial commit
• Contributors: Niklas Yann Wettengel