MRSL运动原语库ROS接口

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这是motion_primitive_library v1.2版本的ROS包装器。相关视频“基于搜索的四旋翼线性二次最短时间控制运动规划”可在以下链接查看：YouTube。这个包仍在维护中，API可能会偶尔变化，建议使用git log来跟踪最新更新。

包含的包：

• motion_primitive_library：在各种环境中的轨迹规划后端
  • planning_ros_msgs：用于存储、可视化和通信的ROS消息
  • planning_ros_utils：与MPL交互的ROS工具，包括映射和rviz插件
  • DecompROS：凸分解和可视化的工具
  • mpl_external_planner：基于motion_primitive_library构建的一些规划器
  • mpl_test_node：示例ROS节点（见下面的例子）

安装

依赖项：

• ROS(Indigo及更高版本)
  • catkin_simple
  • SDL（运行sudo apt install -y libsdl1.2-dev libsdl-image1.2-dev安装）

编译

在编译前，请确保子模块已处于相应的提交状态。 初始化子模块motion_primitive_library和DecompROS，执行以下命令：

$ cd /PATH/TO/mpl_ros
$ git submodule update --init --recursive

1）使用Catkin：

$ mv mpl_ros ~/catkin_ws/src
$ cd ~/catkin_ws & catkin_make_isolated -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

2）使用Catkin Tools（推荐）：

$ mv mpl_ros ~/catkin_ws/src
$ cd ~/catkin_ws
$ catkin config -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
$ catkin build

示例用法

mpl_ros内的规划器包括：

• OccMapPlanner：使用2D占用网格地图
  • VoxelMapPlanner：使用3D体素网格地图
  • EllipsoidPlanner：使用3D点云，并假设机器人在SE(3)中为椭球形
  • PolyMapPlanner2D：使用2D多边形地图和移动障碍物

以下示例展示了其中一些规划器的应用：

示例1（在占用/体素图中规划）

在体素地图中使用内置数据的简单测试可以通过以下命令运行：

$ cd ./mpl_test_node/launch/map_planner_node
$ roslaunch rviz.launch
$ roslaunch test.launch

它还会提取生成轨迹的控制命令并保存为trajectory_commands.bag。

规划结果将在Rviz中可视化如下：

2D占用地图	3D体素地图

示例2（带有移动障碍物的规划）

规划器也可以接收输入的多边形地图以进行碰撞检查。当障碍物不是静止的时，它可以找到避开未来碰撞的轨迹：

$ cd ./mpl_test_node/launch/poly_map_planner_node
$ roslaunch rviz.launch
$ roslaunch test.launch

静态障碍物	动态障碍物

即使障碍物的轨迹是非线性的，我们的规划器也能通过一次计划找到满足特定动态约束的机器人最优操纵方案：

示例3（多机器人规划）

规划器可以应用于一组共享受限环境中的机器人。在以下演示中，我们展示了两种配置，其中规划器分别以集中式和分布式模式运行。 在集中式模式下，规划器在开始时运行一次。 在分布式模式下，每个机器人以2Hz的速度不断重新规划，同时只知道其周围部分障碍物的信息。

配置1：10个机器人集中式	配置2：16个机器人集中式

配置1：10个机器人分布式	配置2：16个机器人分布式

示例4（使用椭球模型在SE(3)中规划）

另一个使用椭球模型的示例可以在mpl_test_node/launch/ellipsoid_planner_node中找到，其中使用点云作为障碍物，而机器人被建模为椭球。更多信息可以在论文"基于搜索的SE(3)中的激进飞行运动规划"中找到。

$ cd ./mpl_test_node/launch/ellispoid_planner_node
$ roslaunch rviz.launch
$ roslaunch test.launch

地图

内置的地图列表如下：

简单	Levine	Skir	办公室

用户可以使用mapping_utils创建自己的地图，提供了一个启动文件示例在./mpl_test_node/launch/map_generator中，用于将STL文件转换为体素地图。 有关完整工具的详细信息，请参阅维基。