move_base全局路径规划震荡之参数调优

在使用 move_base 进行导航时，如果全局路径规划在遇到障碍物时频繁在障碍物左右两侧跳变，导致机器人绕障失败，通常可以通过调整参数优化来解决。以下是具体原因分析和解决方案：

问题原因分析：

1. 全局路径规划的震荡（Oscillation）

   • 全局路径规划器（如 navfn 或 global_planner）在动态障碍物环境下，可能会因局部障碍物更新频繁，导致路径在障碍物两侧反复切换。

   • 路径平滑性不足：全局路径生成时未充分考虑平滑性，导致路径突变。

2. 代价地图（Costmap）配置不合理

   • 障碍物膨胀层（Inflation Layer） 参数（如 inflation_radius）设置过小，路径紧贴障碍物边缘，易受传感器噪声或动态障碍物影响。

   • 障碍物更新策略 过于敏感（如 obstacle_range 或 cost_scaling_factor 设置不合理）。

3. 局部路径规划与全局路径的协调问题

   • 局部规划器（如 DWA 或 TEB）在跟踪全局路径时，可能因路径跳变而无法稳定执行。

参数调整与优化：

1. 调整全局路径规划器参数

navfn / global_planner 参数：

# 全局路径规划器参数（通常在 global_planner_params.yaml 中）
GlobalPlanner:
  # 路径平滑性权重
  smoothness_weight: 0.5
  # 路径长度权重
  path_distance_bias: 0.5
  # 是否允许路径贴近障碍物（设为 false 可远离障碍物）
  allow_unknown: false
  # 路径搜索的启发式权重（A* 算法）
  heuristic_weight: 2.0

• 增大 smoothness_weight，使路径更平滑。

• 减小 path_distance_bias，避免路径紧贴障碍物。

2. 优化代价地图配置

膨胀层（Inflation Layer）：

# 代价地图参数（通常在 costmap_common_params.yaml 中）
inflation_layer:
  enabled: true
  # 膨胀半径（增大以远离障碍物）
  inflation_radius: 0.5
  # 障碍物代价衰减系数（减小使路径更远离高代价区域）
  cost_scaling_factor: 5.0

• 增大 inflation_radius：使路径远离障碍物边缘。

• 减小 cost_scaling_factor：加速障碍物代价的衰减，避免路径在障碍物附近震荡。

障碍物层（Obstacle Layer）：

obstacle_layer:
  # 最大障碍物检测范围（避免检测过远障碍物）
  obstacle_range: 2.5
  # 障碍物衰减范围（与 inflation_radius 配合使用）
  raytrace_range: 3.0

3. 调整局部路径规划器参数

DWA 局部规划器：

# DWA 参数（通常在 local_planner_params.yaml 中）
DWAPlannerROS:
  # 最大速度（降低速度以减少路径震荡）
  max_vel_x: 0.5
  # 路径跟随权重（增大以更严格跟踪全局路径）
  path_distance_bias: 32.0
  # 目标朝向权重（增大以稳定朝向）
  goal_distance_bias: 24.0
  # 障碍物回避权重（增大以更远离障碍物）
  occdist_scale: 0.1

4. 全局路径规划频率调整

降低全局路径规划的更新频率，减少路径跳变：

move_base:
  # 全局规划器调用频率（Hz）
  planner_frequency: 0.5