ros小车路径规划实现不了，如何解决？(操作系统-ubuntu)

Question

问题遇到的现象和发生背景

最近在跟着教程弄一个树莓派+arduino的导航小车，在实现小车路径规划的功能时，用rviz里面的2d nav goal设置目标点小车却一点反应也没有，并且启动路径规划的终端报警告：

[ WARN] [1713964004.535452443]: Map update loop missed its desired rate of 1.0000Hz... the loop actually took 2.5540 seconds
[ WARN] [1713964005.413957599]: Clearing both costmaps to unstuck robot (1.84m).
[ WARN] [1713964007.151008850]: Map update loop missed its desired rate of 1.0000Hz... the loop actually took 1.6156 seconds
[ WARN] [1713964010.420793022]: Map update loop missed its desired rate of 1.0000Hz... the loop actually took 1.8853 seconds
[ WARN] [1713964010.513953053]: Rotate recovery behavior started.

操作环境、软件版本等信息

树莓派和电脑的ubuntu版本都是18.04，ros版本是Melodic

尝试过的解决方法

网上查的主要有两种解决办法
一是说树莓派和电脑的分布式框架没弄好ip地址没有设置好什么的，但我的能正常发布里程计数据，所以大概率不是因为这个。二是说在move_base.launch文件修改其中的频率：

    <param name="controller_frequency" value="5.0"/>
    <param name="controller_patiente" value="15.0"/>

也还是会报错

我想要达到的结果

能够像教程一样实现路径规划

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

针对您遇到的ROS小车路径规划实现不了的问题，以及终端中出现的警告信息，我将为您提供一系列可能的解决方案。根据您的描述，您已经排除了分布式框架和IP地址设置的问题，因为小车可以正常发布里程计数据。接下来，我们将重点探讨与路径规划相关的配置与参数调整。

1. 调整move_base节点参数

您提到已尝试调整move_base.launch中的controller_frequency和controller_patience参数，但仍然收到警告。这些参数确实会影响控制器的性能，但似乎并未完全解决问题。请检查并尝试以下额外参数调整：

<!-- 在move_base节点的参数部分添加或调整以下参数 -->
<node pkg="move_base" type="move_base" respawn="false" name="move_base" output="screen">
  <!-- ... 其他现有参数 ... -->

  <!-- 可能需要降低局部规划器更新频率 -->
  <param name="local_planner_frequency" value="5.0"/> <!-- 建议值为5.0，视硬件性能调整 -->

  <!-- 可能需要增加旋转恢复行为的阈值 -->
  <param name="clearing_rotation_threshold" value="0.¾"/> <!-- 建议值为0.5，视具体情况调整 -->

  <!-- 可能需要增加旋转恢复行为的最大旋转角度 -->
  <param name="max_rotational_vel" value="0.5"/> <!-- 建议值为0.5，视具体机器人调整 -->

  <!-- ... 其他现有参数 ... -->
</node>

2. 检查传感器数据更新频率

警告信息表明地图更新循环错过了期望的1Hz速率，这可能是由于传感器数据（如激光雷达）更新过慢导致的。请确保您的传感器数据发布频率足够高，且无明显延迟。可以在rviz中查看LaserScan数据更新情况，确保其流畅且无间断。

3. 调整costmap_2d参数

警告中还涉及到了清除成本地图以解救被困机器人的情况，这可能与成本地图参数设置有关。请检查并尝试调整costmap_common_params.yaml或相关配置文件中的以下参数：

# 可能需要降低静态层更新频率
static_map_update_frequency: 2.0  # 建议值为2.0，视具体需求调整

# 可能需要增加观测缓冲区大小
obstacle_layer:
  observation_persistence: 0.5  # 建议值为0.5，视具体环境调整

# 可能需要降低 inflation_layer 更新频率
inflation_layer:
  update_frequency: 2.0  # 建议值为2.0，视具体需求调整

4. 检查rotate_recovery行为配置

警告显示rotate_recovery行为启动且无法原地旋转，可能存在碰撞风险。请检查rotate_recovery插件的相关参数，确保其在遇到障碍时能有效执行避障策略。通常位于rotate_recovery.xml或其他相关配置文件中：

<!-- 可能需要增大允许的最大旋转角度 -->
<param name="max_rot_theta" value="3.14" />

<!-- 可能需要减小最小旋转步长 -->
<param name="min_rotational_vel" value="0.1" />

5. 确保机器人模型、地图与实际环境匹配

确保您使用的机器人模型尺寸、质量属性与实际小车相符，地图准确反映了真实环境，且已正确加载到move_base节点中。在rviz中观察小车模型是否能顺利通过规划路径，以及地图上是否存在未被正确识别或标记的障碍物。

6. 优化系统资源分配

如果上述调整仍无法解决问题，可能是由于系统资源不足导致。检查树莓派的CPU、内存使用情况，确保为ROS节点预留足够的计算资源。可以考虑关闭不必要的后台进程，或调整move_base节点的CPU亲和性以利用多核优势。

综上所述，逐一排查并按照建议调整上述参数，应有助于解决您的ROS小车路径规划问题。在进行参数调整后，记得重启move_base节点及相关依赖服务，观察终端输出及rviz中路径规划效果的变化。如有任何特定参数调整后产生显著改善或新问题，请及时反馈以便进一步分析。