本文档由北京小芽科技翻译，原文来自于ROBOTIS官方技术文档。

Navigation 导航

警告：在本指令中，TurtleBot3可能会移动和旋转。请将机器人放在安全的地面上。

• 注意
  • 请在远程电脑上运行导航。
  • 在执行任何操作之前，请确保从TurtleBot3启动Bringup。
  • 导航使用由SLAM创建的地图。请在运行导航前准备一张地图。

**导航**是在一个给定的环境中，将机器人从一个位置移动到指定的目的地。为此，需要一张包含给定环境中的家具、物体和墙壁等几何信息的地图。如前文SLAM部分所述，地图是用传感器获得的距离信息和机器人本身的姿势信息创建的。

导航通过使用地图、机器人的编码器、IMU传感器和距离传感器，使机器人从当前姿势移动到地图上的指定目标姿势。执行这一任务的程序如下。

5.1 运行 Navigation 节点

1. 如果roscore没有在远程计算机上运行，请运行roscore。如果roscore已经在运行，请跳过这一步。

   1

   $ roscore

2. 如果 “Bringup “没有在TurtleBot3 SBC上运行，启动Bringup。如果你之前已经启动了Bringup，请跳过此步骤。

   • 用Ctrl+Alt+T在远程电脑上打开一个新的终端，用Raspberry Pi的IP地址连接到它。默认密码是turtlebot。

     1 2	$ ssh pi@{IP_ADDRESS_OF_RASPBERRY_PI} $ roslaunch turtlebot3_bringup turtlebot3_robot.launch

3. 启动导航。

   请在 TURTLEBOT3_MODEL 参数中使用 burger、waffle、waffle_pi 中的适当关键字。

   1 2	$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger $ roslaunch turtlebot3_navigation turtlebot3_navigation.launch map_file:=$HOME/map.yaml

5.2 估算初始姿态

Initial Pose Estimation 在运行导航之前必须进行Initial Pose Estimation，因为这个过程初始化了导航中至关重要的AMCL参数。TurtleBot3必须用LDS传感器数据在地图上正确定位，并与显示的地图整齐地重叠起来。

1. 在RViz中点击 2D Pose Estimate按钮。
   

2. 点击实际机器人所在的地图，将绿色的大箭头拖向机器人所面对的方向。

3. 重复步骤1和2，直到LDS传感器数据叠加到保存的地图上。

4. 启动键盘远程操作节点，在地图上精确定位机器人。

   1	$ roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch

5. 来回移动一下机器人，收集周围的环境信息，缩小TurtleBot3在地图上的估计位置，地图上有微小的绿色箭头显示。
   

6. 通过在远程操作节点终端输入Ctrl'+C’终止键盘远程操作节点，以防止在导航过程中从多个节点发布不同的cmd_vel值。

5.3 设置Navigation目标

1. 在RViz中点击 2D Nav Goal按钮。
   
2. • 在地图上点击设置机器人的目的地，将绿色箭头拖向机器人将要面对的方向。
     • 这个绿色箭头是一个标记，可以指定机器人的目的地。
     • 箭头的根部是目的地的x、y坐标，而角度θ则由箭头的方向决定。
     • 一旦x、y、θ被设定，TurtleBot3将立即开始向目的地移动。

5.4 调试指南

导航栈有许多参数，可以改变不同机器人的性能。

你可以从 [Basic Navigation Tuning Guide](http://wiki.ros.org/navigation/Tutorials/Navigation Tuning Guide), ROS Navigation Tuning Guide by Kaiyu Zheng, 和[ ROS Robot Programming一书的第11章获得更多关于导航调整的信息。

5.4.1 inflation_radius

• 在 turtlebot3_navigation/param/costmap_common_param_${TB3_MODEL}.yaml中定义。
• 这个参数使障碍物的膨胀区域。路径将被规划，以使其不跨越这个区域。安全的做法是将其设置为大于机器人半径。欲了解更多信息，请参考costmap_2d wiki。

5.4.2 cost_scaling_factor

• 在 turtlebot3_navigation/param/costmap_common_param_${TB3_MODEL}.yaml中定义。
• 这个因素与成本值相乘。因为它是一个互为因果的关系，这个参数增加，成本就会减少。

最佳路径是让机器人通过障碍物之间的中心。为了远离障碍物，将这个系数设置得更小。

5.4.3 max_vel_x

• 在 turtlebot3_navigation/param/dwa_local_planner_params_${TB3_MODEL}.yaml中定义。
• 这个因素被设定为平移速度的最大值。

5.4.4 min_vel_x

• 在 turtlebot3_navigation/param/dwa_local_planner_params_${TB3_MODEL}.yaml中定义。
• 这个因素被设定为平移速度的最小值。如果设置这个负值，机器人可以向后移动。

5.4.5 max_trans_vel

• 在 turtlebot3_navigation/param/dwa_local_planner_params_${TB3_MODEL}.yaml中定义。
• 最大平移速度的实际值。机器人的速度不能超过这个。

5.4.6 min_trans_vel

• 在 turtlebot3_navigation/param/dwa_local_planner_params_${TB3_MODEL}.yaml中定义。
• 最小平移速度的实际值。机器人的速度不能比这个慢。

5.4.7 max_rot_vel

• 在 turtlebot3_navigation/param/dwa_local_planner_params_${TB3_MODEL}.yaml中定义。
• 最大旋转速度的实际值。机器人的速度不能超过这个。

5.4.8 min_rot_vel

• 在 turtlebot3_navigation/param/dwa_local_planner_params_${TB3_MODEL}.yaml中定义。
• 最小旋转速度的实际值。机器人的速度不能比这个慢。

5.4.9 acc_lim_x

• 在 turtlebot3_navigation/param/dwa_local_planner_params_${TB3_MODEL}.yaml中定义。
• 平移加速极限的实际值。

5.4.10 acc_lim_theta

• 在 turtlebot3_navigation/param/dwa_local_planner_params_${TB3_MODEL}.yaml中定义。
• 旋转加速度极限的实际值。

5.4.11 xy_goal_tolerance

• 在 turtlebot3_navigation/param/dwa_local_planner_params_${TB3_MODEL}.yaml中定义。
• 当机器人达到其目标姿势时，允许的x,y距离。

5.4.12 yaw_goal_tolerance

• 在 turtlebot3_navigation/param/dwa_local_planner_params_${TB3_MODEL}.yaml中定义。
• 机器人达到目标姿势时允许的偏航角度。

5.4.13 sim_time

• 在 turtlebot3_navigation/param/dwa_local_planner_params_${TB3_MODEL}.yaml中定义。
• 这个系数是以秒为单位设置的前进模拟。太低的值是在足够的时间内通过狭窄的区域，太高的值是不允许快速旋转。你可以在下面的图片中看到黄线长度的差异。