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移動(dòng)機(jī)器人規(guī)劃控制入門與實(shí)踐：基于Navigation2

2023-10-20 11:49 作者:3D視覺工坊 0人讀過 | 我要投稿

近年來，自主移動(dòng)機(jī)器人與自動(dòng)駕駛持續(xù)火熱。自主移動(dòng)機(jī)器人在越來越多的行業(yè)得以落地，在提升效率，節(jié)省人力成本，提高作業(yè)安全性等方面做出巨大貢獻(xiàn)。自動(dòng)駕駛也在迅速發(fā)展，越來越多的汽車標(biāo)配自動(dòng)泊車功能，新勢(shì)力車企更是紛紛推出城市自動(dòng)駕駛，高階輔助駕駛。這其中都離不開關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，決策，規(guī)劃與控制就是其中的核心技術(shù)之一。由于需求旺盛，相關(guān)崗位待遇也是水漲船高。

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然而，由于專業(yè)特性，規(guī)劃與控制涉及的內(nèi)容非常多，對(duì)從業(yè)者的要求也非常高。不但需要熟練使用linux系統(tǒng)，熟練掌握c++或python編程技巧，熟悉路徑規(guī)劃算法，運(yùn)動(dòng)控制算法。

規(guī)劃與控制同時(shí)還是實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，技術(shù)只有在真正的機(jī)器人調(diào)試，優(yōu)化中不斷錘煉才能得到提升。

更重要的是，目前無論是自主移動(dòng)機(jī)器人，還是自動(dòng)駕駛，都處于項(xiàng)目落地階段，各企業(yè)在招聘時(shí)非常注重實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以及對(duì)現(xiàn)有開源方案的優(yōu)化能力。各崗位面試均以能解決實(shí)際工程問題為導(dǎo)向。

理論與實(shí)踐的高要求，增加了自學(xué)的難度，提高了小白入行的門檻。

好消息是，面向機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的ROS2逐漸成熟，其擁有強(qiáng)大的可擴(kuò)展性，實(shí)時(shí)性，多語言支持，安全性等新特性。在可以預(yù)見的未來，行業(yè)內(nèi)越來越多的公司將使用ROS2解決方案，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人項(xiàng)目快速落地。

而ROS2自帶的導(dǎo)航模塊Navigation2也充分考慮了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的需求，以插件形式組織規(guī)劃器和控制器，各種常見的規(guī)劃與控制的核心算法均通過插件形式實(shí)現(xiàn)，并提供了廣泛的可拓展性，支持自行添加算法。同時(shí)，引入行為樹機(jī)制實(shí)現(xiàn)機(jī)器人行為決策，用戶通過增加或修改行為樹，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的機(jī)器人行為。Navigation2的這些特點(diǎn)，也使它成為小白入門的極佳學(xué)習(xí)資料。本課程即基于Navigation2,全面講解移動(dòng)機(jī)器人規(guī)劃與導(dǎo)航的相關(guān)知識(shí)，帶領(lǐng)小白快速入門。

本課程結(jié)合理論和實(shí)踐兩大部分：理論部分將全面介紹機(jī)器人規(guī)劃與控制的基礎(chǔ)知識(shí)，常見的路徑搜索算法。實(shí)踐部分著重講解Navigation2導(dǎo)航框架,深入刨析源代碼，讓學(xué)員真正理解相關(guān)算法的實(shí)現(xiàn)方法。然后基于Gazebo動(dòng)手調(diào)試Navigation2，讓學(xué)員真正學(xué)會(huì)使用Navigation2，獲得導(dǎo)航參數(shù)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。最后基于工程實(shí)踐，分享各個(gè)導(dǎo)航模塊的不足，以及應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境時(shí)的優(yōu)化思路。

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