ros小车 给坐标路径规划与导航

### ROS小车坐标路径规划与导航实现方法 #### 创建必要的文件结构 为了设置ROS小车的路径规划和导航，在`gazebo_nav`文件夹下创建`launch`和`map`两个文件夹，用于放置启动文件和地图文件[^1]。 ```bash cd ~/xunfei_path_planning/src/gazebo_nav/ mkdir launch map ``` #### 定义路径消息类型 在ROS中定义一个路径消息类型来表示路径的起点、终点以及路径上所有中间点。此消息类型应包含一个`Header`字段和位于`poses`字段中的序列，该序列包含了路径上的所有中间点。常用的路径消息类型为`nav_msgs::Path`[^3]。 #### 使用Dijkstra算法进行全局路径规划 对于全局路径规划，可以选择使用Dijkstra算法。这一算法通过由近到远的方式遍历所有节点并计算最短路径。尽管其缺点在于需要遍历所有可能的路径从而导致较慢的速度，但它能确保找到的最佳路径是最优解[^2]。 ```python def dijkstra(graph, start_node): unvisited_nodes = list(graph.get_nodes()) shortest_path = {} previous_nodes = {} max_value = float('inf') for node in unvisited_nodes: shortest_path[node] = max_value shortest_path[start_node] = 0 while unvisited_nodes: current_min_node = None for node in unvisited_nodes: if current_min_node is None: current_min_node = node elif shortest_path[node] < shortest_path[current_min_node]: current_min_node = node neighbors = graph.get_outgoing_edges(current_min_node) for neighbor in neighbors: tentative_value = shortest_path[current_min_node] + graph.value(current_min_node, neighbor) if tentative_value < shortest_path[neighbor]: shortest_path[neighbor] = tentative_value previous_nodes[neighbor] = current_min_node unvisited_nodes.remove(current_min_node) return previous_nodes, shortest_path ``` #### 发布路径信息至ROS网络 一旦完成了路径规划，下一步就是将这些数据作为话题发布出去供其他节点订阅。这可以通过编写Python脚本或C++程序来完成，并利用`rospy.Publisher`类发送带有时间戳的消息给指定的话题名称。 ```cpp #include "ros/ros.h" #include "nav_msgs/Path.h" int main(int argc, char **argv){ ros::init(argc, argv, "path_publisher"); ros::NodeHandle n; ros::Publisher path_pub = n.advertise<nav_msgs::Path>("planned_path", 1); nav_msgs::Path msg; // 设置msg.header.frame_id 和 msg.poses 数据... ros::Rate loop_rate(1); while (ros::ok()){ path_pub.publish(msg); ros::spinOnce(); loop_rate.sleep(); } } ``` #### 地图构建与保存 最后一步是在仿真环境中建立环境的地图模型并将它存储下来以便后续加载。GMapping包提供了SLAM（同步定位与建图）的功能支持；gmapping可以实时绘制未知区域内的地图。完成后可导出成PGM图像格式加上YAML配置文件一起存入之前准备好的`maps`目录内。