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
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/homer_navigation/target_reached (std_msgs/String)
: Wenn der Roboter sein Ziel erreicht hat, wird eine Message über dieses Topic veschickt.
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/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).
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/homer_navigation/path (nav_msgs/Path)
: Hierüber wird der aktuelle Pfad zur Visualisierung an die GUI geschickt.
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/robot_platform/cmd_vel (geometry_msgs/Twist)
: Über dieses Topic werden die aktuellen Fahrbefehle zum Roboter geschickt.
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/ptu/set_pan_tilt (ptu/SetPanTilt)
: Über dieses Topic wird die PTU nach navigation auf 0, 0 gefahren.
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/ptu/center_world_point (ptu/CenterWorldPoint)
: Über dieses Topic wird die PTU auf den nächsten Wegpunkt centriert.
Subscriber
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/map (nav_msgs/OccupancyGrid)
: Die jeweils aktuelle Map wird empfangen, um sie für die Pfadplanung und Hindernisvermeidung während der Navigation zu verwenden.
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/pose (geometry_msgs/PoseStamped)
: Die aktuelle Pose des Roboters wird als Startpunkt der Pfadplanung verwendet.
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/scan (sensor_msgs/LaserScan)
: Der aktuelle LaserScan wird zur Hindernisvermeidung verwendet.
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/front_scan (sensor_msgs/LaserScan)
: Der aktuelle LaserScan wird zur Hindernisvermeidung verwendet.
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/homer_navigation/start_navigation (mapnav_msgs/StartNavigation)
: Startet die Pfadplanung und anschließend die Navigation zur mitgelieferten Zielpose.
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/move_base_simple/goal (geometry_msgs/PoseStamped)
: Started die Pfadplanung und anschließende Navigation zur Zielpose.
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/homer_navigation/stop_navigation (std_msgs/Empty)
: Stoppt die aktuelle Navigation.
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/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.
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/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 (%).
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/homer_navigation/refresh_params (std_msgs/Empty)
: Über dieses Topic lassen sich die Parameter neu auslesen.
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/homer_navigation/max_depth_move_distance (std_msgs/Float32)
: Über dieses Topic lässt sich die Hindernissdistance der Tiefendaten übermitteln.
Launch Files
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homer_navigation.launch:
Startet die Navigation und lädt alle Navigations-Paramter in den Parameterserver.
Parameter
homer_navigation
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/homer_navigation/safe_path_weight:
1.2 # factor weight for safer path in relation to shortest path
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/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
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/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
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/homer_navigation/allowed_obstacle_distance/min:
0.3 # m robot must stay further away than this from obstacles
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/homer_navigation/allowed_obstacle_distance/max:
5.0 # m not used at the moment
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/homer_navigation/safe_obstacle_distance/min:
0.7 # m if possible robot should move further away than this from obstacles
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/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
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/homer_navigation/collision_distance:
0.3 # m distance to obstacle from robotFront in which the obstacle avoidance will be executed
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/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
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/homer_navigation/backward_collision_distance:
0.5 # m distance behind robot in which the robot won't back up into while doing collision avoidance
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/homer_navigation/min_y:
0.27 # m half robot width for max_move_distance calculation
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/homer_navigation/min_x:
0.3 # m distance from base_link to robot front for max_move_distance calculation
check path on map update
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/homer_navigation/check_path:
true # bool toggles if the calculated path will be checked for obstacles while navigating
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/homer_navigation/check_path_max_distance:
2 # m maximal distance from robot position in which the path is being checked for obstacles
speed parameters
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 !!
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/homer_navigation/map_speed_factor:
1.2 # factor for the max speed calculation of the obstacleDistancemap
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/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