在Navigation2中配置默认行为树实现基于路径图的导航

背景介绍

Navigation2作为ROS2中的导航系统，其行为树(BT)机制提供了高度可定制的导航逻辑。在实际应用中，开发者经常需要修改默认行为树配置以满足特定需求，例如使用基于路径图(route graph)的导航策略。

默认行为树配置方法

Navigation2系统提供了多种方式来配置默认行为树：

1. 参数文件配置：通过修改YAML参数文件中的default_nav_to_pose_bt_xml或类似参数，可以指定系统启动时加载的默认行为树文件。这是最直接且推荐的方式。

2. Action接口调用：在通过Action接口调用导航目标时，可以动态指定要使用的行为树文件路径。这种方式提供了运行时灵活性。

3. Python API调用：Nav2提供的Python3 API实际上是对Action接口的封装，开发者可以通过它间接指定行为树。

针对RViz的特殊处理

RViz中的"Nav2 Goal"工具作为简化用户体验的接口，默认使用参数文件中配置的行为树。要改变其行为，必须通过修改参数文件来实现，而不是在运行时动态指定。

常见问题排查

当遇到行为树相关错误时，建议按以下步骤排查：

1. 确认参数文件中指定的行为树文件路径正确且可访问
2. 验证行为树文件内容是否符合XML格式要求
3. 检查日志中关于行为树加载的信息，确认是否成功加载了预期文件
4. 确保所有在行为树中引用的插件都已正确安装并注册

高级应用：路径图导航

navigate_on_route_graph_w_recovery.xml是一个专为路径图导航设计的行为树，它包含以下关键特性：

• 与Nav2 Route Server的深度集成
• 内置恢复机制处理导航异常
• 优化的路径搜索和执行逻辑

要正确使用这个行为树，必须确保：

1. Route Server已正确配置并运行
2. 路径图数据已正确加载
3. 系统参数与行为树要求匹配

最佳实践建议

1. 对于生产环境，建议通过参数文件配置默认行为树
2. 开发阶段可以使用Action接口动态测试不同行为树
3. 修改行为树后，务必进行全面的功能测试
4. 考虑为不同导航场景维护多个行为树配置文件

通过合理配置行为树，开发者可以充分利用Navigation2的灵活性，构建适应各种复杂场景的智能导航系统。