使用move_base进行路径规划
本文所实现的效果来自《ROS入门实例》，对初学者会有一定帮助。
move_base是ROS环境下一个重要的功能包，可以使机器人在指定框架内移动到目标位置，是实现后续导航功能的基础，很多人想学习gmapping在ROS下的使用，那么，可以先看看move_base这个包的使用方法，此处使用模拟机器人turtlebot在仿真环境下测试move_base包的功能，不需要实体机器人。
1、确保catkin空间中有rbx1这个包。
git clone https://github.com/pirobot/rbx1.gitturtlebot机器人的仿真需要用到rbx1这个功能包，这个包中包含了需要设置的所用文件。其中，路径规划需要配置的相关文件在rbx1/rbx1_nav/config/turtlebot目录中，包含4个文件
base_local_planner_params.yaml
costmap_common_params.yaml
global_costmap_params.yaml
local_costmap_params.yaml
这四个文件里有很多设置参数，直接影响路径规划的结果，后期有必要熟悉一下里面的参数，这里先采用默认设置，上述4个文件一个都没改。
2、启动turtlebot机器人。
roslaunch rbx1_bringup fake_turtlebot.launch3、以空白地图启动move_base节点
move_base节点需要一张周围环境的地图，这里只需要一张空地图即可（别担心，rbx1里都准备好了）。rbx1/rbx1_nav/maps这个目录中就有所需要的空地图。运行一个launch文件，就能帮你做到这些事。该文件为rbx1/rbx1_nav/launch目录下的fake_move_base_blank_map.launch文件。
roslaunch rbx1_nav fake_move_base_blank_map.launch4、发布一条前进指令
rostopic pub /move_base_simple/goal geometry_msgs/PoseStamped \ '{header: {frame_id: "map"},pose: {position:{x: 1.0,y: 0,z: 0},orientation: {x: 0,y: 0,z: 0,w: 1}}}'需要解释一下：
（1）这条指令是发布在/move_base_simple/goal话题上的，消息类型为geometry_msgs/PoseStamped
（2）geometry_msgs/PoseStamped消息包含header、pose、orientation三部分
（3）pose的含义：位置，以米为单位，此处pose: {position:{x: 1.0,y: 0,z: 0}就是指目标位置在（1,0,0）处
（4）orientation:方向，使用四元数表示，表示机器人到达目的地后的姿态，此处orientation: {x: 0,y: 0,z: 0,w: 1}表示机器人到达（1,0,0）点后，姿态（朝向）保持不变，为啥这个四元数长相为（0,0,0,1）？文章最后再详细说一下。
（5）上述命令中有一个“\”，这个”\”在linux命令行中意味着换一行再写，手动输入命令时，回车换行会出现续行提示符”>”,《ROS入门实例》里是这样写的，这里完全复制就行并回车执行就行，你也可以不写这个\，不影响命令的执行。
（6）写参数时，比如x: 0，注意冒号和0之间有一个空格。
5、使用rviz观察
rosrun rviz rviz -d `rospack find rbx1_nav`/nav.rviz
6、再发一个返回起点的指令
rostopic pub /move_base_simple/goal geometry_msgs/PoseStamped \ '{header: {frame_id: "map"},pose: {position:{x: 0.0,y: 0,z: 0},orientation: {x: 0,y: 0,z: 0,w: 1}}}'
7、运行rqt_reconfigure,可以用可视化的方法调节各个参数
还记得之前说的那些配置参数的文件吗？这里其实也可以用对话框的方式调节，好神奇。
rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure
最后，一起来探讨一下刚才的四元数。
为什么刚才的四元数参数设置为orientation: {x: 0,y: 0,z: 0,w: 1}
四元数可以向欧拉角一样表示旋转变换，这里表示的是机器人到达目的地后和出发时相比姿态的变化。四元数的本质是用一个向量和绕该向量的旋转来表示位姿变换，这个向量暂且记为v=（vx，vy，vz），这个旋转角度记为θ，下面看一下四元数的计算式：
看了这个公式就明白，要想根据四元数自己推算出旋转角度和旋转轴，还是有些麻烦的，一般我们需要将四元数转为为指定旋转顺序的欧拉角，才能看出姿态到底发生了怎样的变化，因此，千万别误以为每一个旋转方向的四元数表达形式都如此简洁，从四元数里读取旋转角和旋转轴还是有点计算量的。
我们可以用Matlab来验证一下quat=（0,0,0,1）这个四元数转换为欧拉角后的结果：
>> quat = [1 0 0 0]; //这里默认的四元数顺序为 w,x,y,z,与ros下顺序有点区别
>> eulZYX = quat2eul(quat) //四元数转欧拉角函数，需要注意欧拉角转动顺序
eulZYX =
0 0 0输出结果也是绕各个轴的旋转角度都为0，即不旋转。
我们再来小小实验一下：我想让机器人到达目的地后调转180度，看看四元数应该怎么写。
调转180度，即绕着机器人z轴转180度，使用matlab中的函数算一下这个四元数：
>> eul = [pi 0 0]; //这个欧拉角的顺序是与输出顺序保持一致的，下面的函数转换输出顺序为ZYX，因此，绕z轴旋转pi就写为[pi 0 0]
>> qZYX = eul2quat(eul)
qZYX =
0.0000 0 0 1.0000注意这里的四元数是（w,x,y,z）的顺序，我们输入到ROS下时，应该调整为（x,y,z,w）顺序，即写为（0,0,1,0）。
好了，结果算出来了，将ros下那条命令中orientation改为 {x: 0,y: 0,z: 1,w: 0}，再次运行，得到的结果如下图：
自己脑补动画，这就是向前走1米再原地掉头180度，和我们的预期是一样的，因此，掌握了四元数的输入规律，结合move_base的用法，你就不但能控制机器人去哪，还能控制机器人最终的姿态了。