【CMU-自主导航与规划】Autonomous Exploration Development Environment 配置与运行

本文主要是介绍【CMU-自主导航与规划】Autonomous Exploration Development Environment 配置与运行，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

官方文档：https://www.cmu-exploration.com/

一、安装与配置：

适用版本： Ubuntu 18.04 ROS Melodic and Ubuntu 20.04 with ROS Noetic.
如果使用 Ubuntu 22.04 with ROS2 Humble, 则需要配置ROS2【https://drive.google.com/file/d/1a01RSrPFan9SV2g2BFP_8GGtnamAdGIc/view?usp=sharing】

git clone https://github.com/HongbiaoZ/autonomous_exploration_development_environment.git
cd autonomous_exploration_development_environment
git checkout distribution
catkin_make

如果报错：

CMake Error at /usr/share/cmake-3.16/Modules/FindPkgConfig.cmake:707 (message):None of the required 'libusb' found

安装：

sudo apt-get install libusb-dev

• 通过执行脚本下载仿真环境（500M左右）：

./src/vehicle_simulator/mesh/download_environments.sh

如果不能顺利下载，那么通过https://drive.google.com/file/d/1GMT8tptb3nAb87F8eFfmIgjma6Bu0reV/view进行下载，并放置在：src/vehicle_simulator/meshes

二、启动：

source devel/setup.sh
roslaunch vehicle_simulator system_garage.launch

• 发布waypoint进行执行：

roslaunch waypoint_example waypoint_example_garage.launch

使用不同虚拟环境： ‘campus’, ‘indoor’, ‘garage’, ‘tunnel’, and ‘forest’.

 roslaunch vehicle_simulator system_[environment].launch    ## []更换为上面的名字

例如forest的效果：

indoor效果：

三、自动导航模型

是否发送导航的边界以及速度是可选的。默认速度为2m/s。发送信息示例位于包waypoint_example
其中：

• 避障：位于包local_planner
  运动基元（动力学模型？）预先加载在模型中；
  坐标框表示车辆，黄点表示无碰撞路径；
  路线规划器会沿路线发送车辆附近的路点，使用来自terrain_analysis包的地形图来确定地形的可穿越性

• 地形可穿越性分析：
  terrain_analysis包分析地形的局部平滑度，并将成本关联到地形图上的每个点
  系统发布地形图消息，其中每个消息包含一组’pcl::PointXYZI’类型的点。x, y, z的一个点表示的坐标和强度字段存储成本。地形地图以车辆为中心，覆盖10m × 10m的区域。
  terrain_analysis_ext包将地形图扩展到40m x 40m的区域。扩展的地形图将激光雷达点保持在10秒的滑动窗口内，距离车辆4米以内的非衰减区域。
  在自主导航系统中，地形图由避碰模块使用，扩展地形图由高级规划模块使用。要在RVIZ中查看地形图或扩展地形图，单击“面板->显示”并选中“terrainMap”或“terrainMapExt”。绿色的点是可穿越的，红色的点是不可穿越的。

• 路点跟踪:
  在接收到路点后，系统将车辆引导到该路点。有关调整路径跟随控制的信息，即速度，偏航率，加速度，前视距离，增益和改变车辆大小，参考https://github.com/jizhang-cmu/ground_based_autonomy_basic

四、显示

通过点击“面板->显示”并勾选“overallMap”、“探索区域”和“轨迹”，可以在RVIZ中查看环境、探索区域和车辆轨迹的整体地图。
此外，系统实时绘制三个指标，分别可视化探索体积、行驶距离和算法运行时间。要绘制运行时，用户需要将这些数字作为以下ROS主题的消息发送。

在运行结束时，记录的指标与车辆轨迹一起保存到src/vehicle_simulator/log文件中。
请注意，由于Gazebo的繁重CPU负载，实时因子< 1 -模拟时钟比真实时钟慢。这里，我们使用模拟时钟来记录运行的时间持续时间，因为它受不同计算机上时钟速度的影响较小

效果：

视频如下：

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