调整导航

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文章目录

• 调整导航
• • 定位器
  • 全局规划器
  • 局部规划器
  • 控制器

定位器

定位器是导航堆栈的关键部分，因为了解机器人的位置对于正确导航到目的地至关重要。 因此，快速准确的定位至关重要。

有几个参数可能需要进行一些调整以优化性能：

• num_particles：控制使用多少粒子来跟踪机器人的位置。 增加粒子数量对速度有直接影响：粒子数量加倍，定位器需要两倍的时间。 但是，在某些情况下您可能想要增加粒子数：当传感器非常嘈杂时，环境与地图无法准确匹配（例如，如果有很多移动物体，如椅子），或者 里程计不可信。

• initial_sigma：调整此参数以匹配全局定位器的不确定性。 前两个值表示 X 和 Y 方向的标准偏差。 一个好的值匹配像素大小的最大值和 grid_search_localizer 的 sample_distance。 第三个也是最后一个值对应于标题的标准偏差。 一个好的起始值是关于 grid_search_localizer 中使用的两个光束之间的间隙：2 x Pi / num_beams_gpu。

  如果您的传感器噪音很大，请考虑增加所有这些值。

• absolute_predict_sigma：同上。 它包含 3 个值，对应于随机噪声的标准差。 该参数与机器人的当前运动无关。 它被调整以匹配一般定位的预期噪声。 这反映在传感器和地图的准确性上。

• relative_predict_sigma：控制运动/里程计的噪声。 里程计越准确，该值越小。 它还反映了机器人的模型：差动底座沿 X 方向的噪声比 Y 方向的噪声更多。

全局规划器

• graph_initialization_steps：控制start函数中执行多少个随机样本。 这直接影响启动函数的速度。 如果你想要一个覆盖率高的图表，增加这个值。 不幸的是，没有办法选择一个好的值。 它取决于图形的大小，还取决于机器人的形状、有效姿势之间的连接等。尝试不同的值并查看生成的图形，直到您对结果满意为止。

  注意：如果地图在应用程序的未来运行中主要是静态的，则值得花更长的时间来生成一个好的图表（通过增加此值）。 使用参数 graph_file_out 将图形保存到文件中。 之后，您可以使用参数 graph_file_in 直接从文件加载图形。

• graph_in_tick_steps：在大多数情况下，您在启动函数中构建图形或从文件加载它，并且此参数应设置为 0（以免在 tick 函数期间浪费时间）。 但是，当地图在运行之间不断变化（防止从文件加载）并且应用程序需要快速启动时，可能值得减小上述参数的值并将此参数设置为合理的值（再次，有 不是神奇的数字，所以将其调整为大约允许滴答时间的 10/20%）一点一点地构建图表，在每次滴答时改进它。

• max_colliding_lookup：当你期望机器人导航非常靠近障碍物或目标目的地靠近障碍物时，使用此参数允许规划器选择非碰撞状态下的替代起始/目标位置（从 规划师）。 然后规划器尝试规划到/从这些备选位置。 此参数控制在规划器放弃并寻找路径之前当前/目标位置可以在障碍物内多远。

• model_max_translation_distance：控制导航图航路点之间允许的最大距离。 如果你减少这个参数，它会生成一个更密集的图（需要更多的随机采样）。 在拥有更多航点（减慢在图中寻找路径）和拥有较远的航点之间存在折衷，这使得两个航点之间的碰撞检查更慢。 最佳位置似乎是办公空间机器人大小的几倍。

  如果您的地图大部分是开放空间，则可能会增加此值。

• model_max_rotation_distance：控制连接两个航路点所允许的最大旋转。 设置大于 Pi 的值意味着没有限制，大多数时候它是合理的选择。 但是，如果您的地图使得您的机器人不能旋转太多（在主要由走廊组成的地图中为矩形），则可能值得限制旋转以加快沿边缘的碰撞检查。 这通常会创建一个更密集的图形。

局部规划器

局部规划器是迄今为止最难调整的一个，因为它取决于您的机器人、应用程序和个人偏好：

• 要控制机器人的速度，可以使用不同的参数：min_speed和max_speed控制合法的运行范围。 确保此范围包括零。 要限制机器人向后移动的能力，请将 min_speed 设置为 0。

  请注意，这些参数并不是对速度范围的绝对限制。 离开范围时会受到惩罚，因此将限制设置为低于所需的最大速度（因为它取决于其他参数，您可能想尝试一下，但通常大约为目标 max_speed 的 90% 是一个不错的猜测 ). 将值设置得足够低也很重要，这样规划器就不会命令机器人无法达到的速度。

  您还可以通过调整 DistanceQuadraticCostBuilder组件的 costs 参数来控制机器人接近障碍物时的速度。 此参数采用对应于增益、target_distance 和梯度的三元组列表。 如果梯度设置为 0，则机器人在靠近障碍物时不会调整速度。 如果该值设置为非零值，则机器人在接近障碍物时以指定的速率降低速度。 例如，如果梯度设置为 0.5，并且机器人在距离障碍物 1 m 处以 1 m/s 的速度移动，如果机器人被强制移动到距离障碍物 0.4 m 处，它会四处移动 1 m/s - 0.5 * (1 - 0.4) = 0.7 m/s 的速度。

  增加 gain_linear_acceleration 可能会降低最高速度或需要更长的时间才能达到。 增加 gain_lat_acceleration 会迫使机器人在转弯时减速。

• 要控制旋转速度，请使用参数 max_angular_speed 限制最大旋转。 与线速度类似，这不是硬性限制。 最多将此值设置为机器人可以执行的最大旋转速率的 ~80%。 您还可以使用 gain_steering 来限制角速度。

• 要控制到障碍物的距离，您可以设置两个限制： target_distance 是机器人尽可能保持的距离。 当机器人比这个距离更近时，它会受到一些惩罚。 使用 min_distance 设置机器人可以接近的硬性限制（至于速度，这不是真正的硬性限制，但惩罚增长很快超过这个值）。

控制器

• use_pid_controller：控制是否使用pid控制器来跟踪错误。 如果禁用此参数，则命令与全局规划器提供的计划相匹配。 在这种情况下，请禁用本地规划器的 use_predicted_position。

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https://www.nvidia.cn/gtc-global/?ncid=ref-dev-876561

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