4.ROS2笔记-概念总览

本文档基于ROS2入门21讲图文教程,详细介绍了ROS2的核心概念,并以此为线索深入讲解ROS2的应用开发方法。

4.ROS2笔记-概念总览

学习资料参考ROS2入门21讲图文教程.

后面以ROS2的核心概念为线索,详细讲解ROS2的应用开发方法。
方法。

在这里插入图片描述

内容概要:本文介绍了一个基于冠豪猪优化算法(CPO)的无人机三维路径规划项目,利用Python实现了在复杂三维环境中为无人机规划安全、高效、低能耗飞行路径的完整解决方案。项目涵盖空间环境建模、无人机动力学约束、路径编码、多目标代价函数设计以及CPO算法的核心实现。通过体素网格建模、动态障碍物处理、路径平滑技术和多约束融合机制,系统能够在高维、密集障碍环境下快速搜索出满足飞行可行性、安全性与能效最优的路径,并支持在线重规划以适应动态环境变化。文中还提供了关键模块的代码示例,包括环境建模、路径评估和CPO优化流程。; 适合人群:具备一定Python编程基础和优化算法基础知识,从事无人机、智能机器人、路径规划或智能优化算法研究的相关科研人员与工程技术人员,尤其适合研究生及有一定工作经验的研发工程师。; 使用场景及目标:①应用于复杂三维环境下的无人机自主导航与避障;②研究智能优化算法(如CPO)在路径规划中的实际部署与性能优化;③实现多目标(路径最短、能耗最低、安全性最高)耦合条件下的工程化路径求解;④构建可扩展的智能无人系统决策框架。; 阅读建议:建议结合文中模型架构与代码示例进行实践运行,重点关注目标函数设计、CPO算法改进策略与约束处理机制,宜在仿真环境中测试不同场景以深入理解算法行为与系统鲁棒性。
shr@ubuntu:~$ sudo apt install ros-noetic-navigation 正在读取软件包列表... 完成 正在分析软件包的依赖关系树 正在读取状态信息... 完成 将会同时安装下列软件: ros-noetic-amcl ros-noetic-base-local-planner ros-noetic-carrot-planner ros-noetic-clear-costmap-recovery ros-noetic-costmap-2d ros-noetic-dwa-local-planner ros-noetic-fake-localization ros-noetic-global-planner ros-noetic-move-base ros-noetic-move-base-msgs ros-noetic-move-slow-and-clear ros-noetic-nav-core ros-noetic-navfn ros-noetic-rotate-recovery ros-noetic-voxel-grid 下列【新】软件包将被安装: ros-noetic-amcl ros-noetic-base-local-planner ros-noetic-carrot-planner ros-noetic-clear-costmap-recovery ros-noetic-costmap-2d ros-noetic-dwa-local-planner ros-noetic-fake-localization ros-noetic-global-planner ros-noetic-move-base ros-noetic-move-base-msgs ros-noetic-move-slow-and-clear ros-noetic-nav-core ros-noetic-navfn ros-noetic-navigation ros-noetic-rotate-recovery ros-noetic-voxel-grid 升级了 0 个软件包,新安装了 16 个软件包,要卸载 0 个软件包,有 64 个软件包未被升级。 需要下载 1,931 kB 的归档。 解压缩后会消耗 9,841 kB 的额外空间。 您希望继续执行吗? [Y/n] y 获取:1 http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal/main amd64 ros-noetic-amcl amd64 1.17.3-1focal.20250521.001518 [268 kB] 获取:2 http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal/main amd64 ros-noetic-voxel-grid amd64 1.17.3-1focal.20250519.231756 [16.7 kB] 获取:3 http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal/main amd64 ros-noetic-costmap-2d amd64 1.17.3-1focal.20250521.001646 [449 kB] 获取:4 http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal/main amd64 ros-noetic-nav-core amd64 1.17.3-1focal.20250521.004844 [8,784 B] 获取:5 http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal/main amd64 ros-noetic-base-local-planner amd64 1.17.3-1focal.20250521.005206 [243 kB] 获取:6 http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal/main amd64 ros-noetic-carrot-planner amd64 1.17.3-1focal.20250521.010103 [35.6 kB] 获取:7 http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal/main amd64 ros-noetic-clear-costmap-recovery amd64 1.17.3-1focal.20250521.005210 [42.4 kB] 获取:8 http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal/main amd64 ros-noetic-dwa-local-planner amd64 1.17.3-1focal.20250521.005823 [123 kB] 获取:9 http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal/main amd64 ros-noetic-fake-localization amd64 1.17.3-1focal.20250520.001758 [104 kB] 获取:10 http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal/main amd64 ros-noetic-navfn amd64 1.17.3-1focal.20250521.005304 [122 kB] 获取:11 http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal/main amd64 ros-noetic-global-planner amd64 1.17.3-1focal.20250521.005728 [145 kB] 获取:12 http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal/main amd64 ros-noetic-move-base-msgs amd64 1.14.2-1focal.20250516.000952 [32.9 kB] 获取:13 http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal/main amd64 ros-noetic-rotate-recovery amd64 1.17.3-1focal.20250521.010109 [39.4 kB] 获取:14 http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal/main amd64 ros-noetic-move-base amd64 1.17.3-1focal.20250521.010519 [249 kB] 获取:15 http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal/main amd64 ros-noetic-move-slow-and-clear amd64 1.17.3-1focal.20250521.005242 [49.3 kB] 获取:16 http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal/main amd64 ros-noetic-navigation amd64 1.17.3-1focal.20250521.011054 [3,064 B] 已下载 1,931 kB,耗时 50秒 (38.6 kB/s) 正在选中未选择的软件包 ros-noetic-amcl。 (正在读取数据库 ... 系统当前共安装有 250290 个文件和目录。) 准备解压 .../00-ros-noetic-amcl_1.17.3-1focal.20250521.001518_amd64.deb ... 正在解压 ros-noetic-amcl (1.17.3-1focal.20250521.001518) ... 正在选中未选择的软件包 ros-noetic-voxel-grid。 准备解压 .../01-ros-noetic-voxel-grid_1.17.3-1focal.20250519.231756_amd64.deb . .. 正在解压 ros-noetic-voxel-grid (1.17.3-1focal.20250519.231756) ... 正在选中未选择的软件包 ros-noetic-costmap-2d。 准备解压 .../02-ros-noetic-costmap-2d_1.17.3-1focal.20250521.001646_amd64.deb . .. 正在解压 ros-noetic-costmap-2d (1.17.3-1focal.20250521.001646) ... 正在选中未选择的软件包 ros-noetic-nav-core。 准备解压 .../03-ros-noetic-nav-core_1.17.3-1focal.20250521.004844_amd64.deb ... 正在解压 ros-noetic-nav-core (1.17.3-1focal.20250521.004844) ... 正在选中未选择的软件包 ros-noetic-base-local-planner。 准备解压 .../04-ros-noetic-base-local-planner_1.17.3-1focal.20250521.005206_amd6 4.deb ... 正在解压 ros-noetic-base-local-planner (1.17.3-1focal.20250521.005206) ... 正在选中未选择的软件包 ros-noetic-carrot-planner。 准备解压 .../05-ros-noetic-carrot-planner_1.17.3-1focal.20250521.010103_amd64.de b ... 正在解压 ros-noetic-carrot-planner (1.17.3-1focal.20250521.010103) ... 正在选中未选择的软件包 ros-noetic-clear-costmap-recovery。 准备解压 .../06-ros-noetic-clear-costmap-recovery_1.17.3-1focal.20250521.005210_ amd64.deb ... 正在解压 ros-noetic-clear-costmap-recovery (1.17.3-1focal.20250521.005210) ... 正在选中未选择的软件包 ros-noetic-dwa-local-planner。 准备解压 .../07-ros-noetic-dwa-local-planner_1.17.3-1focal.20250521.005823_amd64 .deb ... 正在解压 ros-noetic-dwa-local-planner (1.17.3-1focal.20250521.005823) ... 正在选中未选择的软件包 ros-noetic-fake-localization。 准备解压 .../08-ros-noetic-fake-localization_1.17.3-1focal.20250520.001758_amd64 .deb ... 正在解压 ros-noetic-fake-localization (1.17.3-1focal.20250520.001758) ... 正在选中未选择的软件包 ros-noetic-navfn。 准备解压 .../09-ros-noetic-navfn_1.17.3-1focal.20250521.005304_amd64.deb ... 正在解压 ros-noetic-navfn (1.17.3-1focal.20250521.005304) ... 正在选中未选择的软件包 ros-noetic-global-planner。 准备解压 .../10-ros-noetic-global-planner_1.17.3-1focal.20250521.005728_amd64.de b ... 正在解压 ros-noetic-global-planner (1.17.3-1focal.20250521.005728) ... 正在选中未选择的软件包 ros-noetic-move-base-msgs。 准备解压 .../11-ros-noetic-move-base-msgs_1.14.2-1focal.20250516.000952_amd64.de b ... 正在解压 ros-noetic-move-base-msgs (1.14.2-1focal.20250516.000952) ... 正在选中未选择的软件包 ros-noetic-rotate-recovery。 准备解压 .../12-ros-noetic-rotate-recovery_1.17.3-1focal.20250521.010109_amd64.d eb ... 正在解压 ros-noetic-rotate-recovery (1.17.3-1focal.20250521.010109) ... 正在选中未选择的软件包 ros-noetic-move-base。 准备解压 .../13-ros-noetic-move-base_1.17.3-1focal.20250521.010519_amd64.deb .. . 正在解压 ros-noetic-move-base (1.17.3-1focal.20250521.010519) ... 正在选中未选择的软件包 ros-noetic-move-slow-and-clear。 准备解压 .../14-ros-noetic-move-slow-and-clear_1.17.3-1focal.20250521.005242_amd 64.deb ... 正在解压 ros-noetic-move-slow-and-clear (1.17.3-1focal.20250521.005242) ... 正在选中未选择的软件包 ros-noetic-navigation。 准备解压 .../15-ros-noetic-navigation_1.17.3-1focal.20250521.011054_amd64.deb . .. 正在解压 ros-noetic-navigation (1.17.3-1focal.20250521.011054) ... 正在设置 ros-noetic-amcl (1.17.3-1focal.20250521.001518) ... 正在设置 ros-noetic-voxel-grid (1.17.3-1focal.20250519.231756) ... 正在设置 ros-noetic-move-base-msgs (1.14.2-1focal.20250516.000952) ... 正在设置 ros-noetic-costmap-2d (1.17.3-1focal.20250521.001646) ... 正在设置 ros-noetic-fake-localization (1.17.3-1focal.20250520.001758) ... 正在设置 ros-noetic-nav-core (1.17.3-1focal.20250521.004844) ... 正在设置 ros-noetic-clear-costmap-recovery (1.17.3-1focal.20250521.005210) ... 正在设置 ros-noetic-move-slow-and-clear (1.17.3-1focal.20250521.005242) ... 正在设置 ros-noetic-rotate-recovery (1.17.3-1focal.20250521.010109) ... 正在设置 ros-noetic-navfn (1.17.3-1focal.20250521.005304) ... 正在设置 ros-noetic-base-local-planner (1.17.3-1focal.20250521.005206) ... 正在设置 ros-noetic-carrot-planner (1.17.3-1focal.20250521.010103) ... 正在设置 ros-noetic-move-base (1.17.3-1focal.20250521.010519) ... 正在设置 ros-noetic-global-planner (1.17.3-1focal.20250521.005728) ... 正在设置 ros-noetic-dwa-local-planner (1.17.3-1focal.20250521.005823) ... 正在设置 ros-noetic-navigation (1.17.3-1focal.20250521.011054) ... shr@ubuntu:~$ rospack find gmapping /opt/ros/noetic/share/gmapping shr@ubuntu:~$ rospack find map_server /opt/ros/noetic/share/map_server shr@ubuntu:~$ rospack find navigation [rospack] Error: package 'navigation' not found shr@ubuntu:~$ rospack find navigation [rospack] Error: package 'navigation' not found shr@ubuntu:~$
07-29
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