5.2. Nav2

功能介绍

Nav2（Navigation2）是ROS2中自带的导航框架，旨在寻找一种安全的方式让移动机器人从A点移动到B点。Nav2也可以应用于其他机器人导航应用，例如动态点跟踪，在这个过程中需要完成动态路径规划、计算电机速度、避免障碍等。

SLAM建图介绍了如何运行SLAM算法进行建图，本章节介绍如何基于建立的地图使用Nav2进行导航。同样使用Gazebo在PC端创建虚拟环境和小车，使用Rviz2设置导航目的地，旭日X3派运行Nav2程序导航。

目前TogetheROS.Bot已内置Nav2，不需要额外下载或编译即可使用。

支持平台

平台	运行方式	示例功能
旭日X3派	Ubuntu 20.04	PC端启动仿真环境，并在旭日X3派启动导航功能，最后通过Rviz2展示导航效果

准备工作

旭日X3派

1. 旭日X3派已烧录好地平线提供的Ubuntu 20.04镜像。

2. 旭日X3派已成功安装tros.b，并且已经添加ROS2的apt源，添加apt源的方法参见TogetheROS.Bot用户手册第二章2.5一节使用ROS2 package。

3. tros.b成功安装后，安装Nav2依赖的软件包graphicsmagick++和SLAM-Toolbox。

   sudo apt update 
   # 安装graphicsmagick++
   sudo apt install libgraphicsmagick++-q16-12
   
   # 安装ros2 SLAM-Toolbox
   sudo apt install ros-foxy-slam-toolbox
   cd /opt/tros
   # 使用/opt/tros目录下的create_soft_link.py创建ROS package至tros.b的软连接
   sudo python3 create_soft_link.py --foxy /opt/ros/foxy/ --tros /opt/tros/
   

4. 和旭日X3派在同一网段的PC，PC已安装Ubuntu 20.04系统、ROS2 Foxy桌面版和仿真环境Gazebo， 数据可视化工具Rviz2。

   ROS2 Foxy安装参考：https://docs.ros.org/en/foxy/Installation/Ubuntu-Install-Debians.html

   PC的ROS2安装成功后安装Gazebo和Turtlebot3相关的功能包以及navigation2，安装方法为：

   sudo apt install ros-foxy-gazebo-*
   sudo apt install ros-foxy-turtlebot3*
   
   sudo apt install ros-foxy-navigation2
   sudo apt install ros-foxy-nav2-bringup
   

使用介绍

旭日X3派

本章节介绍如何在PC端搭建仿真环境，以及进行导航目的地设置，旭日X3派运行导航功能，并查看导航效果。

1. PC端启动gazebo仿真环境

   source /opt/ros/foxy/setup.bash
   export TURTLEBOT3_MODEL=waffle
   ros2 launch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch.py
   

   仿真环境如下图所示：

   

2. 旭日X3派启动导航功能

   source /opt/tros/setup.bash
   
   ros2 launch nav2_bringup bringup_launch.py use_sim_time:=True map:=/opt/tros/share/nav2_bringup/maps/turtlebot3_world.yaml
   

3. PC端启动Rviz2工具

   source /opt/ros/foxy/setup.bash
   ros2 launch nav2_bringup rviz_launch.py
   

   Rviz2效果如下图：

   

4. 在Rviz2上设置机器人起始位置和方向

   Rviz2启动后，机器人最初不知道它在哪里。默认情况下，Nav2会等待用户给机器人一个大致的起始位置。查看机器人在Gazebo中的位置，并在地图上找到该位置。通过点击Rviz2中的”2D Pose Estimate” 按钮，然后通过在地图上机器人预估的位置处点击来设置机器人初始位置 。可以通过向前拖动刚才单击的位置来设置机器人起始的移动方向。如下图所示：

   

   一旦设置好了机器人的初始位置，就会完成坐标变换树，同时Nav2将会完全激活并准备就绪。这时就可以看到机器人和点云了。

   

5. Rviz2设置目的地

   点击 “Navigaton2 Goal” 按钮并选择一个目的地。

   

   现在就可以看到机器人在移动了。

结果分析

导航效果如下图所示：