Navigation2中行为树动作节点超时错误码处理机制优化

背景介绍

在机器人导航系统Navigation2中，行为树(BT)是控制机器人决策流程的核心组件。BtActionNode作为行为树动作节点的基类，负责与ROS2动作服务器进行交互。在实际应用中，当动作请求超时时，当前实现会直接返回失败状态，但未设置任何错误码信息，这给系统调试和错误处理带来了不便。

问题分析

BtActionNode在处理动作请求时存在两个关键的超时场景：

1. 当动作目标请求未被服务器确认(ACK)时
2. 当动作执行过程中出现超时情况

在这两种情况下，节点会返回BT::NodeStatus::FAILURE状态，但未通过error_code_id输出端口传递具体的错误代码，使得上层系统难以区分不同类型的失败原因，也不利于后续的错误处理和恢复策略实施。

解决方案

经过社区讨论，确定了两种可能的改进方案：

1. 基类统一处理方案：修改BtActionNode基类，使其了解error_code_id输出端口，并在超时情况下设置一个通用的错误代码。

2. 子类回调处理方案：在子节点中实现on_timeout()回调函数，允许各个子节点自定义超时时的错误码设置。这种方案更加灵活，允许不同动作节点根据自身特点设置特定的错误码。

最终采用了第二种方案，因为它提供了更好的扩展性和灵活性，允许不同类型的动作节点根据自身需求定义特定的超时处理逻辑。

实现细节

在实际实现中，开发者可以在自定义动作节点中重写超时处理逻辑，例如：

BT::NodeStatus CustomNode::tick()
{
    BT::NodeStatus status = BtActionNode::tick();
    
    if (status == BT::NodeStatus::FAILURE) 
    {
        setOutput("error_code_id", ERROR_CODE_REQUEST_TIMEOUT);
    }
    
    return status;
}

这种实现方式假设任何由BtActionNode的tick()函数触发的失败都是由于请求超时导致的。对于更精确的控制，可以结合使用on_timeout()回调机制。

技术意义

这项改进为Navigation2行为树带来了以下优势：

1. 更好的错误诊断能力：通过明确的错误代码，开发者可以快速定位问题根源。
2. 增强的系统可靠性：上层系统可以根据不同的错误代码实施针对性的恢复策略。
3. 更灵活的扩展性：各个动作节点可以自定义超时处理逻辑，满足不同场景需求。
4. 改进的调试体验：错误日志中将包含更详细的错误信息，加速问题排查过程。

应用建议

对于Navigation2的使用者和开发者，建议：

1. 在自定义动作节点中合理设置超时错误码，遵循项目定义的错误码规范。
2. 考虑不同类型的超时场景，可能需要定义不同的错误码（如服务器无响应超时、执行过程超时等）。
3. 在上层行为树中，可以利用错误码信息实现更智能的恢复策略，如重试机制或备用方案选择。

这项改进体现了Navigation2社区对系统健壮性和开发者体验的持续关注，将为基于行为树的机器人导航系统开发带来实质性的提升。