智能小车建图导航-在rviz中导航（代码解读）

 

 

 

一、解读launch文件：fake_mrobot_with_laser.launch

二、解读launch文件：fake_nav_demo.launch

• fake_localization包提供了一个单一ROS node,fake_localization, 用来替代定位系统，它也提供了amcl定位算法ROS API的子集。该node在仿真中被频繁使用，是一种不需要大量计算资源就能进行定位的方式。具体来说，fake_localization是将odometry数据转换成位姿，粒子云以及amcl用的那种tf格式的tf数据。

三、解读launch文件：fake_move_base.launch

四、解读python文件：random_navigation.py

#!/usr/bin/env python 
# -*- coding: utf-8 -*-
 
import roslib;
#这个库和rospy差不多，都是提供API接口的
import rospy  
import actionlib
#actionlib是ROS中一个很重要的功能包集合
#尽管在ROS中已经提供了srevice机制来满足请求—响应式的使用场景
#但是假如某个请求执行时间很长，在此期间用户想查看执行的进度或者取消这个请求的话，service机制就不能满足，但是actionlib可满足用户这种需求。  
from actionlib_msgs.msg import *  
from geometry_msgs.msg import Pose, PoseWithCovarianceStamped, Point, Quaternion, Twist  
from move_base_msgs.msg import MoveBaseAction, MoveBaseGoal  
from random import sample  
from math import pow, sqrt  

class NavTest():  
    def __init__(self):  
        rospy.init_node('random_navigation', anonymous=True)  
        rospy.on_shutdown(self.shutdown)  
 
        # 在每个目标位置暂停的时间  
        self.rest_time = rospy.get_param("~rest_time", 2)
        #这个函数的作用就是得到设置后面的参数的值  

        # 到达目标的状态  
        goal_states = ['PENDING', 'ACTIVE', 'PREEMPTED',   
                       'SUCCEEDED', 'ABORTED', 'REJECTED',  
                       'PREEMPTING', 'RECALLING', 'RECALLED',  
                       'LOST']  
 
        # 设置目标点的位置  
        # 如果想要获得某一点的坐标，在rviz中点击 2D Nav Goal 按键，然后单机地图中一点（或者可以直接在rviz中用publish）  
        # 在终端中就会看到坐标信息  
        locations = dict()  
        #后面的四元数应该表示的到点之后的位姿
        locations['p1'] = Pose(Point(5.61, -4.4, -0.00143), Quaternion(0.000, 0.000, -0.013, 1.000))  
        locations['p2'] = Pose(Point(-4.53, 5.04, -0.00143), Quaternion(0.000, 0.000, 0.063, 0.998))  
        locations['p3'] = Pose(Point(2.98, 0.975, -0.00143), Quaternion(0.000, 0.000, 0.946, -0.324))
        locations['p4'] = Pose(Point(0.708, -5.75, -0.00143), Quaternion(0.000, 0.000, 0.946, -0.324))
        locations['p5'] = Pose(Point(6.142, -3.75, -0.00143), Quaternion(0.000, 0.000, 0.946, -0.324))  
 

        # 发布控制机器人的消息  
        self.cmd_vel_pub = rospy.Publisher('cmd_vel', Twist, queue_size=5)  
 
        # 订阅move_base服务器的消息，其实和subscriber差不多  
        self.move_base = actionlib.SimpleActionClient("move_base", MoveBaseAction)  

        rospy.loginfo("Waiting for move_base action server...")  

        # 60s等待时间限制  
        self.move_base.wait_for_server(rospy.Duration(60))  
        rospy.loginfo("Connected to move base server")  

        # 保存机器人的在rviz中的初始位置  
        initial_pose = PoseWithCovarianceStamped()  

        # 保存成功率、运行时间、和距离的变量  
        n_locations = len(locations)  #在这个点的条件下，为5，表示一共有5个位置
        n_goals = 0  
        n_successes = 0  #成功导航的次数，后面成功一次就加1
        i = n_locations  #表示第i个位置
        distance_traveled = 0  #设置穿过的路程，计算所有导航次数以来的总路程
        start_time = rospy.Time.now() #设置开始运动的初试时间 
        running_time = 0  #设置每次开始到结束的时间差
        location = ""  #设置当前位置
        last_location = ""  #设置最后一个位置

        # 确保有初始位置  
        while initial_pose.header.stamp == "":  
            rospy.sleep(1)  

        rospy.loginfo("Starting navigation test")  

        # 开始主循环，随机导航  
        while not rospy.is_shutdown():    
            # 如果已经走完了所有点，再重新开始排序，就是说如果现在是的位置i就是5
            if i == n_locations:  
                i = 0  #这个时候就把i再变成0，重新开始
                sequence = sample(locations, n_locations)  #这个是将五个位置随机排成好一个次序
 
                # 如果最后一个点（上一个点）和第一个点相同，则跳过，从后一个点开始  
                if sequence[0] == last_location:  
                    i = 1  

            # 在当前的排序中获取下一个目标点  
            location = sequence[i]  

            # 跟踪行驶距离  
            # 使用更新的初始位置  
            if initial_pose.header.stamp == "":  
                #这里通过三角形来计算斜边的边长（路程距离）
                distance = sqrt(pow(locations[location].position.x -   
                                    locations[last_location].position.x, 2) +  
                                pow(locations[location].position.y -   
                                    locations[last_location].position.y, 2))  
            else:  
                rospy.loginfo("Updating current pose.")  
                distance = sqrt(pow(locations[location].position.x -   
                                    initial_pose.pose.pose.position.x, 2) +  
                                pow(locations[location].position.y -   
                                    initial_pose.pose.pose.position.y, 2))  
                initial_pose.header.stamp = ""  
 
            # 存储上一次的位置，计算距离  
            last_location = location  

            # 计数器加1  
            i += 1  
            n_goals += 1  

            # 设定下一个目标点  
            self.goal = MoveBaseGoal()  
            self.goal.target_pose.pose = locations[location]  
            self.goal.target_pose.header.frame_id = 'map'  
            self.goal.target_pose.header.stamp = rospy.Time.now()  

            # 让用户知道下一个位置  
            rospy.loginfo("Going to: " + str(location))  
 
            # 向下一个位置进发  
            self.move_base.send_goal(self.goal)  

            # 五分钟时间限制  （就是说这个导航的过程有没有在5分钟内完成）
            finished_within_time = self.move_base.wait_for_result(rospy.Duration(300)) #300秒  

            # 查看是否成功到达  
            if not finished_within_time:  #如果5分钟内没有完成完成
                self.move_base.cancel_goal()  #那么就取消这个目标点
                rospy.loginfo("Timed out achieving goal")  #发布超时的指令
            else:  
                state = self.move_base.get_state()  #如果已经成功到达，状态就得到get_state()，这个是上面的状态的队列
                if state == GoalStatus.SUCCEEDED:  #如果状态为“SUCCCEEDED”，就执行下面一系列操作
                    rospy.loginfo("Goal succeeded!")  
                    n_successes += 1  
                    distance_traveled += distance  
                    rospy.loginfo("State:" + str(state))  
                else:  
                  rospy.loginfo("Goal failed with error code: " + str(goal_states[state]))  #否则输出error

            # 运行所用时间  
            running_time = rospy.Time.now() - start_time  
            running_time = running_time.secs / 60.0  
  
            # 输出本次导航的所有信息  
            rospy.loginfo("Success so far: " + str(n_successes) + "/" +   
                          str(n_goals) + " = " +   
                          str(100 * n_successes/n_goals) + "%")  

            rospy.loginfo("Running time: " + str(trunc(running_time, 1)) +   
                          " min Distance: " + str(trunc(distance_traveled, 1)) + " m")  

            rospy.sleep(self.rest_time)  

    def update_initial_pose(self, initial_pose):  
        self.initial_pose = initial_pose  

    def shutdown(self):  
        rospy.loginfo("Stopping the robot...")  
        self.move_base.cancel_goal()  
        rospy.sleep(2)  
        self.cmd_vel_pub.publish(Twist())  
        rospy.sleep(1)  

def trunc(f, n):   
    slen = len('%.*f' % (n, f))  

    return float(str(f)[:slen])  

if __name__ == '__main__':  
    try:  
        NavTest()  
        rospy.spin()  

    except rospy.ROSInterruptException:  
        rospy.loginfo("Random navigation finished.")

action API

Move_base节点提供SimpleActionServer(见action documentation)的一个实现，需要含有geometry_msgs/PoseStamped消息的目标。可以通过ROS直接与move_base节点通信，但如果考虑使用SimpleActionClient跟踪他们的状态，推荐发送目标到move_base的方法。详见actionlib documentation来获取更多信息。

• Action Subscribe Topics   action订阅话题

1. move_base/goal (move_base_msgs/MoveBaseActionGoal)
2. move_base在世界中的目标
3. move_base/cancel (actionlib_msgs/GoalID)撤销指定目标的请求

• Action Published Topics    action发布话题

1. move_base/feedback (move_base_msgs/MoveBaseActionFeedback)包含基座在世界中当前位置的反馈
2. move_base/status (actionlib_msgs/GoalStatusArray)提供有关（被发送到move_base action）目标的状态信息
3. move_base/result (move_base_msgs/MoveBaseActionResult)对move_base action 结果是空