ROS_Navigation的使用笔记
Navigation的简介
概念层面上讲，导航功能包集是相当简单的。 它从里程计和传感器数据流获取信息，并将速度命令发送给移动基站（比如你的机器人）。但是，想要在任意机器人上使用导航功能包集可能有点复杂。使用导航功能包集的先决条件是，机器人必须运行ROS，有一个tf变换树，使用正确的ROS Message types发布传感器数据。而且，我们需要在高层为一个具有一定形状和动力学特点的机器人配置导航功能包集。本手册指导配置一个典型的导航功能包集。
虽然导航功能包集被设计成尽可能的通用，在使用时仍然有三个主要的硬件限制：
- 它是为差分驱动 的完全约束的轮式机器人设计的。它假设移动基站受到理想的运动命令的控制并可实现预期的结果，命令的格式为：x速度分量，y速度分量，角速度(theta)分量。
- 它需要在移动基站上安装一个平面二维激光。这个激光用于构建地图和定位。
- 导航功能包集是为正方形的机器人开发的，所以方形或圆形的机器人将是性能最好的。 它也可以工作在任意形状和大小的机器人上，但是较大的矩形机器人将很难通过狭窄的空间，例如门道。
目录
主要存在包及其含义：
- nav_core
该包定义了整个导航系统关键包的接口函数，包括base_global_planner, base_local_planner以及recovery_behavior的接口。里面的函数全是虚函数，所以该包只是起到规范接口的作用，真正功能的实现在相应的包当中。
- global_planner和navfn
这两个包干的事情是一样的，都是为实现目标点与当前点之间的全局路径规划，内部都有Dijkstra算法和A星导航算法的实现，ROS系统默认采用的是navfn 这两个包干的事情是一样的，都是为实现目标点与当前点之间的全局路径规划，内部都有Dijkstra算法和A星导航算法的实现，ROS系统默认采用的是navfn。
- base_local_planner
== 完成局部窗口内的路径规划任务，机器人行动速度的具体生成在此包当中完成。目前有两种局部路径规划算法实现
一是航迹推算法（TrajectoryROS），一是动态窗口法(DWA)，该包内部的默认实现是航迹推算法，但是留出了DWA的定义接口，DWA的实现在dwa_local_planner中。==
4.map_server
主要功能是读取pgm和yaml配套的地图文件，并将之转换到/map话题发送出来（比如rviz中显示的地图就是订阅了该话题）， 另外还提供地图保存等增值服务。
5.costmap_2d
以层的概念来组织图层，用户可以根据需要自己配置，默认的层有static_layer（通过订阅map_server的/map主题）来生成， obstacle_layer根据传感器获得的反馈来生成障碍物图层， inflation_layer则是将前两个图层的信息综合进行缓冲区扩展。
该包可进行动态窗口的生成（比如base_local_planner中使用的就是动态的局部窗口地图）也可以生成静态地图（比如global_planner中使用的就是全局静态地图）。（有待验证的疑问，是否静态地图中obstacle_layer不起作用，而动态地图中static_layer不起作用）。
== 此外，该包还在实时发送自己的地图信息，通过nav_msgs::OccupancyGrid发送消息给rviz。所以可以仿照该写法来发送自己想要的数据到rviz中去。==
- rotate_recovery和clear_costmap_recovery
这两个包都继承自nav_core中定义的recovery_behavior类， 具体实现的是当导航发现无路可走的时候，机器人在原地打转转并清理（更新更恰当些）周围障碍物信息看是否有动态障碍物运动开，能找到路继续走。
在move_base当中，默认使用的recovery_behavior是这样的，先进行一次旋转，然后进行一次小半径的障碍物更新，然后再进行一次旋转，再进行一次大范围的障碍物更新，每进行一次recovery_behavior，都会重新尝试进行一次局部寻路，如果没找到，才会再执行下一个recovery_behavior。
这两个包的代码非常简单，不看也不会影响理解偏差，所以可以不用浪费时间看，当然因为简单要看也是分分钟的事。
- move_base
这个是整个navigation stack当中进行宏观调控的看得见的手。
它主要干的事情是这样的：
维护一张全局地图（基本上是不会更新的，一般是静态costmap类型），维护一张局部地图（实时更新，costmap类型），维护一个全局路径规划器global_planner完成全局路径规划的任务， 维护一个局部路径规划器base_local_planner完成局部路径规划的任务。
然后提供一个对外的服务，负责监听nav_msgs::goal类型的消息，然后调动全局规划器规划全局路径，再将全局路径送进局部规划器，局部规划器结合周围障碍信息（从其维护的costmap中查询），全局路径信息，目标点信息采样速度并评分获得最高得分的轨迹（即是采样的最佳速度），然后返回速度值，由move_base发送Twist类型的cmd_vel消息上，从而控制机器人移动，完成导航任务。
机器人配置
安装问题
错误：fatal error: SDL/SDL_image.h: 没有那个文件或目录
解决方案：
sudo apt-get install libsdl-image1.2-dev