Teach-Repeat-Replan 系统使用教程

1. 项目介绍

Teach-Repeat-Replan 是一个完整的、强大的系统，用于在复杂环境中实现无人机的激进飞行。该系统基于经典的教—重复—再计划框架，广泛应用于基础设施检查、空中运输及搜索与救援任务。它能够捕捉用户的飞行意图，将任意不规则的教学轨迹转换成平滑安全的重复轨迹，并能生成安全的局部重新规划以避开未映射或移动的障碍物。

2. 项目快速启动

安装依赖

确保你拥有Ubuntu 16.04和ROS Kinetic环境。安装ROS指南可参考[此处](ROS Installation 链接)。

还需要安装凸优化求解器Mosek。访问Mosek官网，申请免费的个人学术许可证，然后创建名为'mosek'的文件夹来存放。

克隆项目

在你的工作目录下执行以下命令克隆项目：

git clone https://github.com/HKUST-Aerial-Robotics/Teach-Repeat-Replan.git
cd Teach-Repeat-Replan

源码编译

在终端中运行以下命令编译项目：

catkin_make
source devel/setup.bash

运行仿真

如果你想在模拟环境中测试系统，可以运行以下命令：

roslaunch ttr_simulator demo.launch

教授飞行路径

根据控制台指示，使用操纵杆或键盘（按'm'键）开始教授飞行路径。完成教学后，按'n'键停止并清除可视化，恢复手动控制状态。

开始跟踪与重规划

在飞行过程中，如果遇到碰撞（仅限于模拟），系统将自动触发局部重规划。具体细节可在源码中查看。

3. 应用案例与最佳实践

• 基础设施检测：无人机可以通过TTR系统精确地重复检查桥梁或其他结构的安全状况。
• 应急响应：在灾难现场，TTR系统可用于快速规划避障路线，进行搜索与营救任务。
• 比赛与竞技：在无人机竞赛中，此系统可以帮助机器自主导航，避免障碍，实现高速飞行。

为了最佳效果，建议在教授飞行路径时保持稳定，以便生成更为精确的重复飞行轨迹。

4. 典型生态项目

• dense-surfel-mapping: 提供了稠密表面点云地图构建。
• stereo-VINS: 实现立体视觉惯性里程计，用于无人机定位。
• onboard controller: 集成了无人机的板载控制器。

这些组件共同构成了Teach-Repeat-Replan系统的强大支持，确保了在复杂环境下的稳健性能。