今天偶然发现了一个优质的运动规划库：ai-winter/ros_motion_planning，比较适合从事ROS移动机器人运动规划研究领域的小伙伴学习和使用，相比于莱斯大学Kavraki实验室提供的开源的著名运动规划库OMPL、或着我之前介绍过的zhm-real开源的zhm-real/MotionPlanning和zhm-real/PathPlanning运动规划库，今天介绍的ROS Motion Planning运动规划库与ROS机器人中常用的Navigation导航框架的兼容性更好，库中的运动规划算法采用了全局和局部规划器插件的形式，使用起来更加的简便快捷。本文主要包含ROS Motion Planning运动规划库简介、安装方法、进阶使用方法介绍等主要内容

一、ROS Motion Planning运动规划库简介

ROS Motion Planning运动规划库包含了插件形式的 A*, JPS, D*, LPA*, D* Lite, Theta*, RRT, RRT*, RRT-Connect, Informed RRT*, ACO, Voronoi, PID, DWA, APF 等运动规划算法，ROS Motion Planning运动规划库的作者是优质技术博主Mr.Winter`，其博客及Github主页链接如下：

Mr.Winter`-CSDN鍗氬

ai-winter (Yang Haodong) · GitHub

二、ROS Motion Planning运动规划库安装方法

1、创建新的ROS工作空间

由于ROS Motion Planning运动规划库与Navigation导航包存在一些同名但源码和功能不同的功能包，比如global_planner，因此，个人推荐创建一个新的工作空间来存储ROS Motion Planning运动规划库，不要与Navigation导航包放在同一工作空间下，在本文的例子中，我将创建一个名为motionplanning_ws的工作空间，步骤如下

注：工作空间名字可任取，将下面语句中的motionplanning_ws改为任取的名字即可

（1）、创建工作空间

在终端依次执行以下三条语句创建名为motionplanning_ws的ROS工作空间

mkdir -p ~/motionplanning_ws/src

cd ~/motionplanning_ws/src

catkin_init_workspace

（2）、编译工作空间

依次执行以下两条语句对该工作空间进行编译

cd ~/motionplanning_ws/

catkin_make

（3）、设置环境变量

source devel/setup.bash

（4）、检查环境变量

 echo $ROS_PACKAGE_PATH

（5）、添加环境变量至.bashrc文件

在主目录（即home/用户名 文件夹）下，双击打开.bashrc文件，看不见就是被隐藏了，按Ctrl+h显示隐藏文件，就可以看到了，在.bashrc文件中添加该工作空间的环境变量，形式如下，其中source后面的路径就是工作空间motionplanning_ws的devel文件夹下的setup.bash文件所在的路径，大家需要根据自己实际情况修改，添加后保存关掉.bashrc文件，可以按Ctrl+h来隐藏此类文件，使得主目录看起来更简洁

source /home/gly/motionplanning_ws/devel/setup.bash

至此，用于存储ROS Motion Planning运动规划库的ROS工作空间就准备好了

2、下载/克隆ROS Motion Planning运动规划库

可以执行以下两条指令来从Github上克隆ROS Motion Planning运动规划库至我们上一步创建的工作空间

cd /motionplanning_ws/src

git clone https://github.com/ai-winter/ros_motion_planning.git

因为网络原因使用上述语句克隆失败的，可以手动去Github下载压缩包形式的ROS Motion Planning运动规划库，然后放到motionplanning_ws工作空间的src文件夹下，并解压

3、安装相关依赖

（1）、关于Python

关于Python推荐使用Python3，对于Ubuntu20.04对应的ROS Noetic一般默认使用的都是Python3，可以在终端执行python指令来查看Python版本

如果遇到Python command not found，可尝试运行以下指令

sudo apt install python-is-python3

（2）、相关依赖功能包

如果之前使用过Navigation导航包，大概率以下依赖功能包已经安装过了，没有使用过的依次执行以下语句进行安装，非Noetic版本ROS的注意自行更改语句中的ROS版本

sudo apt install ros-noetic-amcl

sudo apt-get install ros-noetic-map-server

sudo apt install ros-noetic-move-base

sudo apt install ros-noetic-base-local-planner

sudo apt install ros-noetic-navfn

4、编译ROS Motion Planning运动规划库

依次执行以下两条语句进行编译

cd /motionplanning_ws

catkin_make

5、简单验证ROS Motion Planning运动规划库是否可以正常工作

在终端执行以下语句来运行作者提供的demo，配合rviz界面的2D New Goal 指定目标点来初步验证ROS Motion Planning运动规划库是否安装成功，并可正常工作。

roslaunch sim_env main.launch 

动态效果演示如下：（↓↓↓↓↓点击以下图片查看动态效果演示↓↓↓↓↓）

三、ROS Motion Planning运动规划库进阶使用方法

ROS Motion Planning运动规划库采用了非常灵活和简易的方式来按照我们的需求去进行配置和使用，在我们对一些必要参数进行设定后，可使用库中的main_generate.py文件自动生成我们设定的参数对应的执行文件main.launch。

这些需要设定的参数，存放在user_config.yaml、pedestrians_config.yaml、obstacles _config.yaml这三个文件中，这三个文件均位于下图所示的目录下，下面依次进行详细的介绍

1、编写user_config.yaml参数配置文件

首先，我们来看作者提供的示例程序，如下所示：

map: "warehouse"
world: "warehouse"
rviz_file: "sim_env.rviz"
 
robots_config:
  - robot1_type: "turtlebot3_waffle"
    robot1_global_planner: "theta_star"
    robot1_local_planner: "apf"
    robot1_x_pos: "0.0"
    robot1_y_pos: "0.0"
    robot1_z_pos: "0.0"
    robot1_yaw: "0.0"
 
# plugins:
  # pedestrians: "pedestrian_config.yaml"
  # obstacles: "obstacles_config.yaml"

接下来，我们对每个参数的作用以及可选的选项有那些进行逐个介绍

（1）、map

map参数用于设定运动规划所使用的静态地图的名字，也就是rviz界面看到的静态全局地图，这些可用的静态地图文件存放在该运动规划库的src/sim_env/map/文件夹下，目前该运动规划库中仅提供了名为warehouse的静态地图文件，如下图所示，当然，我们可以利用SLAM建图算法自行生成其他的静态地图文件，然后同样存放在src/sim_env/map/文件夹下，并将参数map设定为该静态地图的名字，即可进行调用。

注：该参数设为“ ”，则表示不使用静态地图

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