Navigation2控制器服务器中禁用零速度发布的实现方案

背景介绍

在机器人导航系统中，Navigation2作为ROS2中的核心导航框架，其控制器服务器(controller_server)负责将规划好的路径转换为实际的速度指令发送给机器人底盘。当前实现中存在一个默认行为：当机器人到达目标点或任务被取消时，控制器服务器会自动发布零速度指令使机器人停止。

问题分析

在实际应用中，某些场景需要更灵活的速度控制策略。例如在分段路径跟踪场景中：

1. 机器人需要连续执行多个路径段，每个路径段终点速度不一定为零
2. 系统需要平滑过渡到下一个路径段而不强制停止
3. 用户希望完全控制速度指令的生成逻辑

当前实现强制发布零速度的行为限制了这类应用场景的实现灵活性。

技术实现方案

参数化设计

建议在控制器服务器中新增一个布尔型参数publish_zero_velocity，默认值为true以保持向后兼容性。该参数控制是否在以下情况发布零速度：

• 导航任务正常完成时
• 导航任务被取消时
• 控制器服务器关闭时

代码重构建议

1. 将现有的publishZeroVelocity方法重命名为onGoalExit，更准确地反映其功能
2. 在该方法内部实现条件判断：

if (publish_zero_velocity_) {
    // 发布零速度指令
}
// 保持控制器重置逻辑

3. 在控制器服务器的参数声明部分添加新参数

应用场景

这种改进特别适用于以下场景：

• 连续路径跟踪系统，其中路径由多个段组成
• 需要保持运动惯性的应用，如物流AGV
• 高级控制策略实现，如预测性控制

注意事项

1. 当禁用零速度发布时，开发者需要确保：

   • 有适当的速度指令来源
   • 处理任务切换时的平滑过渡
   • 考虑安全停止机制

2. 系统稳定性影响评估：

   • 默认保持现有行为确保安全性
   • 高级用户可根据需求调整

总结

通过在Navigation2控制器服务器中实现可配置的零速度发布行为，系统获得了更大的灵活性，能够支持更广泛的机器人应用场景。这种改进保持了默认的安全行为，同时为高级用户提供了必要的控制能力，体现了良好的软件设计原则。