行为树BehaviorTree学习记录2_简单顺序控制实例

code .

已于 2023-12-25 21:37:52 修改

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分类专栏： C++积累项目记录 # Nav2 阿克曼小车导航文章标签：学习 java 开发语言

于 2023-12-10 17:03:04 首次发布

原文链接：https://www.behaviortree.dev/docs/tutorial-basics/tutorial_01_first_tree

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文章介绍了如何在行为树（BT）结构中创建自定义动作节点，包括通过继承和依赖注入两种方式。详细解释了如何注册节点，以及如何根据XML文件构建和运行行为树实例。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

（为免误导，特免责声明如下：本文所有内容，只是基于个人当前理解和实际做法，后面亦会有更正和修订，但任何版本都不免有个人能力有限、理解有误或者工作环境不同的状况，故文中内容仅供参考。任何人都可以借鉴或者直接使用代码片段，但对任何直接引用或者借鉴产生的技术问题等后果，作者不承担任何责任。）

1 BT tree结构

在这里插入图片描述
一个顺序控制节点下面4个子节点：第一个是条件判断节点，后三个动作节点
就是会判断电池状态，如果正常，依次执行打开夹具，靠近物体，闭合夹具的动作，如果某一子节点返回失败，则直接返回失败，不再继续。

2 创建自己的动作节点

类继承

// Example of custom SyncActionNode (synchronous action)
// without ports.
class ApproachObject : public BT::SyncActionNode
{
public:
  ApproachObject(const std::string& name) :
      BT::SyncActionNode(name, {})
  {}

  // You must override the virtual function tick()
  BT::NodeStatus tick() override
  {
    std::cout << "ApproachObject: " << this->name() << std::endl;
    return BT::NodeStatus::SUCCESS;
  }
};

上面代码创建了一个自己的动作节点类，继承自同步动作节点。必须要重载的虚函数是tick（），本例子只是输出对象的名称。其返回值必须是RUNNING, SUCCESS或FAILURE三者之一。

行为绑定简单动作类

除了这种从动作节点继承来生成自己的动作节点类的方法，还有简单的生成动作节点的方法，就是dependency injection（依赖注入？依赖绑定，就是用具有一下结构的函数去绑定到BT自己的类上（它的tick函数被替代了）
BT::NodeStatus myFunction(BT::TreeNode& self)
例如:

using namespace BT;

// Simple function that return a NodeStatus
BT::NodeStatus CheckBattery()
{
  std::cout << "[ Battery: OK ]" << std::endl;
  return BT::NodeStatus::SUCCESS;
}

// We want to wrap into an ActionNode the methods open() and close()
class GripperInterface
{
public:
  GripperInterface(): _open(true) {}
    
  NodeStatus open() 
  {
    _open = true;
    std::cout << "GripperInterface::open" << std::endl;
    return NodeStatus::SUCCESS;
  }

  NodeStatus close() 
  {
    std::cout << "GripperInterface::close" << std::endl;
    _open = false;
    return NodeStatus::SUCCESS;
  }

private:
  bool _open; // shared information
};

可以用
CheckBattery()
GripperInterface::open()
GripperInterface::close()
任意一个函数创建简单动作节点SimpleActionNode。

3实例

如果行为树的XML文件my_tree.xml为如下(与页面头部的图片一致)：

<root BTCPP_format="4" >
     <BehaviorTree ID="MainTree">
        <Sequence name="root_sequence">
            <CheckBattery   name="check_battery"/>
            <OpenGripper    name="open_gripper"/>
            <ApproachObject name="approach_object"/>
            <CloseGripper   name="close_gripper"/>
        </Sequence>
     </BehaviorTree>
 </root>

在代码中如果创建与xml文件定义的BT树结构一样的对象，并tick运行呢：

2.1） 注册类

首先必须把自定义的节点类注册到行为树工厂（BehaviorTreeFactory ），这样它读取xml文件后，才知道如何根据xml文件的名称去创建对应的类的对象。
从xml文件可以看出需要注册自己的类有CheckBattery ，OpenGripper ，ApproachObject 和CloseGripper 。
根据第2部分，注册方法有两种：

第一种是类继承的ApproachObject 类，其注册方法是：factory.registerNodeType(“ApproachObject”);
<>里面的C++的类名，“”里面的是这个类的标签，与xml文件里一致，这样读到xml文件的这个标签，它才知道去创建哪个类的对象。
第二种是简单action类的注册，通过依赖注入的方式，绑定tick函数生成不同的简单动作类，如：
factory.registerSimpleCondition(“CheckBattery”, & { return CheckBattery(); });
第一个参数“”里的是类标签，与xml文件里的一致。后面的lambda函数会绑定作为这个简单动作类的tick回调。

2.2）读取树结构文件创建树对象
auto tree = factory.createTreeFromFile(“./my_tree.xml”);

2.3）运行该树对象

tree.tickWhileRunning();

#include "behaviortree_cpp/bt_factory.h"

// file that contains the custom nodes definitions
#include "dummy_nodes.h"
using namespace DummyNodes;

int main()
{
    // We use the BehaviorTreeFactory to register our custom nodes
  BehaviorTreeFactory factory;

  // The recommended way to create a Node is through inheritance.
  factory.registerNodeType<ApproachObject>("ApproachObject");

  // Registering a SimpleActionNode using a function pointer.
  // You can use C++11 lambdas or std::bind
  factory.registerSimpleCondition("CheckBattery", [&](TreeNode&) { return CheckBattery(); });

  //You can also create SimpleActionNodes using methods of a class
  GripperInterface gripper;
  factory.registerSimpleAction("OpenGripper", [&](TreeNode&){ return gripper.open(); } );
  factory.registerSimpleAction("CloseGripper", [&](TreeNode&){ return gripper.close(); } );

  // Trees are created at deployment-time (i.e. at run-time, but only 
  // once at the beginning). 
    
  // IMPORTANT: when the object "tree" goes out of scope, all the 
  // TreeNodes are destroyed
   auto tree = factory.createTreeFromFile("./my_tree.xml");

  // To "execute" a Tree you need to "tick" it.
  // The tick is propagated to the children based on the logic of the tree.
  // In this case, the entire sequence is executed, because all the children
  // of the Sequence return SUCCESS.
  tree.tickWhileRunning();

  return 0;
}

/* Expected output:
*
  [ Battery: OK ]
  GripperInterface::open
  ApproachObject: approach_object
  GripperInterface::close
*/