ROS2的RViz里面，利用navigation2 导航包，在Rviz中添加静态障碍物是否容易？

提问

ROS2的RViz里面，利用navigation2 导航包，在Rviz中添加静态障碍物是否容易？

回答

在ROS2的RViz中利用navigation2导航包添加静态障碍物的操作难度较低，流程相对清晰，以下是具体实现方式及注意事项：

一、添加静态障碍物的主要方式

1. 通过RViz界面直接添加（推荐新手使用）

• 操作步骤：
  1. 打开RViz并加载navigation2相关配置（如已启动导航功能）。
  2. 在RViz左侧工具栏中找到 “Add” 按钮，搜索并添加 “Marker” 或 “Polygon” 插件。
  3. Marker方式（适用于规则形状）：
     • 设置Type为CUBE（立方体）、SPHERE（球体）等，通过Pose调整位置和朝向，Scale设置尺寸。
     • 在Color中设置障碍物颜色（建议使用高对比度颜色，如红色），Lifetime设为0（永久显示）。
  4. Polygon方式（适用于不规则形状）：
     • 选择Polygon插件后，在地图上点击绘制多边形，完成后右键确认。
• 优点：无需编写代码，实时可视化，适合临时测试。

2. 通过发布话题添加（适合编程实现）

• 使用rostopic pub命令或编写节点发布Marker或OccupancyGrid消息：
  • 示例命令（发布立方体障碍物）：

    ros2 topic pub /marker visualization_msgs/msg/Marker "{header: {frame_id: 'map'}, type: 1, action: 0, pose: {position: {x: 2.0, y: 1.5, z: 0.5}, orientation: {w: 1.0}}, scale: {x: 1.0, y: 1.0, z: 1.0}, color: {r: 1.0, g: 0.0, b: 0.0, a: 1.0}, lifetime: {sec: 0}, frame_locked: true, id: 1}"
    

  • 代码实现（Python）：

    import rclpy
    from rclpy.node import Node
    from visualization_msgs.msg import Markerclass ObstaclePublisher(Node):def __init__(self):super().__init__('obstacle_publisher')self.publisher_ = self.create_publisher(Marker, '/marker', 10)self.timer = self.create_timer(1.0, self.publish_obstacle)def publish_obstacle(self):marker = Marker()marker.header.frame_id = 'map'marker.id = 1marker.type = marker.CUBEmarker.action = marker.ADDmarker.pose.position.x = 2.0marker.pose.position.y = 1.5marker.pose.position.z = 0.5marker.scale.x = 1.0marker.scale.y = 1.0marker.scale.z = 1.0marker.color.r = 1.0marker.color.g = 0.0marker.color.b = 0.0marker.color.a = 1.0marker.lifetime = Duration(seconds=0)  # 永久有效marker.frame_locked = Trueself.publisher_.publish(marker)def main(args=None):rclpy.init(args=args)node = ObstaclePublisher()rclpy.spin(node)node.destroy_node()rclpy.shutdown()
    

• 优点：可集成到自动化流程中，适合批量添加或动态调整。

二、关键注意事项

1. 坐标系与地图同步

• 障碍物的frame_id必须设置为map，确保与导航地图坐标系一致，否则障碍物位置会偏移。
• 若使用SLAM建图，需先完成地图构建并保存（如通过ros2 run nav2_map_server map_saver_cli -f my_map），再加载地图后添加障碍物。

2. 导航包对障碍物的识别

• 添加的障碍物仅在RViz中显示，需确保导航节点（如planner_server、controller_server）能接收障碍物信息：
  • 检查navigation2的配置文件（如nav2_params.yaml），确认costmap_server已启用障碍物层（obstacle_layer）。
  • 对于静态障碍物，可直接更新costmap（如通过map_server发布更新后的地图），或通过obstacle_detection节点处理。

3. 障碍物类型与导航策略

• 静态障碍物：建议通过修改地图或发布永久Marker实现，导航算法会将其视为固定障碍。
• 动态障碍物：需通过传感器（如激光雷达、摄像头）实时检测，或使用dynamic_obstacle_layer插件处理。

三、进阶技巧

1. 使用地图编辑工具批量添加

• 通过ros2 run nav2_map_server map_server启动地图服务器，配合rviz的Edit Map插件直接在地图上绘制障碍物区域，保存后障碍物会永久生效。

2. 与SLAM建图结合

• 若需要长期使用障碍物地图，可在SLAM建图时直接将障碍物纳入地图（如通过激光雷达扫描障碍物），避免重复添加。

总结

在ROS2的RViz中利用navigation2添加静态障碍物操作较为容易，新手可通过界面直接绘制，开发者可通过代码灵活控制。关键在于确保坐标系正确、导航配置支持障碍物检测，以及根据需求选择合适的添加方式（临时显示或永久保存）。通过上述方法，可高效实现障碍物可视化与导航避障功能的结合。