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关于 Nav2

Section titled “Nav2 是什么”

Navigation2（Nav2）是 ROS 2 中标准的移动机器人导航软件栈，也是 ROS 生态中应用最广、生命周期最长的项目之一。它的目标是提供一个完整、灵活、可扩展的自主导航解决方案，让移动机器人能够自主地从起点移动到目标位置，并在行进过程中避开障碍、遵守运动学约束。

Nav2 建立在 ROS 1 导航栈（Navigation Stack）十余年积累的成功经验之上，针对 ROS 2 重新设计了架构：采用模块化的插件体系，使得路径规划、局部控制、代价地图、行为恢复等核心环节都可以按需替换，方便在不同机器人平台上复用。

核心能力

Section titled “核心能力”
  • 全局与局部规划：在已知地图上规划全局路径，并在行进中实时避开动态障碍物。
  • 多种控制器：内置 DWB、MPPI、Smac、纯追踪（Pure Pursuit）、Shim 等控制器，适配差速、阿克曼、全向等不同底盘。
  • 代价地图（Costmap）：通过多层插件叠加激光雷达、深度相机、点云等传感器数据，统一表示环境中的可通行区域与障碍。
  • 行为树（Behavior Tree）：用行为树编排高层导航逻辑（如到点失败后如何恢复），比传统的状态机更灵活。
  • 定位与建图：与 AMCL、SLAM Toolbox、robot_localization 等紧密集成，支持 GPS、VIO 等多种定位源。
  • 安全保障：碰撞监控器（Collision Monitor）、限速、禁入区等机制保障运行安全。

能做什么：典型应用场景

Section titled “能做什么：典型应用场景”
  • 仓储与物流：AMR/AGV 在仓库、工厂车间内的自主搬运与多点配送，是 Nav2 应用最密集的领域。
  • 服务机器人：酒店、商场、医院的送物与导览机器人，依赖动态避障与电梯/门禁联动。
  • 巡检与安防：电厂、化工厂、数据中心的周期性巡检，沿路径采集仪表与设备状态。
  • 农业与户外：农田、果园中的自主作业与转运，配合 GPS/RTK 定位源。
  • 科研平台：高等院校与新算法验证的标准基准平台，与 Gazebo、TurtleBot 等仿真/硬件开箱即用。
  • 多机协同：配合 fleet 管理器（如 Open-RMF）实现多机器人调度与交通管制。

优势

Section titled “优势”
  • 事实标准：ROS 2 官方导航栈，社区活跃、文档齐全，新机器人项目默认选型；
  • 插件化架构：规划器、控制器、代价地图层、行为树节点全部可替换，同一框架适配不同底盘与场景；
  • 多底盘支持：差速、阿克曼、全向、腿式等运动学模型均有现成插件；
  • 完整生命周期管理：基于 ROS 2 生命周期节点构建，启动、配置、故障恢复语义清晰，适合工业级部署；
  • 仿真即实物：同一套配置可在仿真与真实机器人上运行，与 Gazebo、MoveIt、rosbag2 工具链无缝协作。

在本站学习

Section titled “在本站学习”

本站的「Nav2 导航」分组按由浅入深的顺序组织：

  1. 先看 关于 与 快速开始 建立整体认识；
  2. 跟着 教程 在仿真中动手实践；
  3. 参考 环境配置 在自己的机器人上部署；
  4. 遇到迁移或调优问题时查阅 行为树、插件开发、迁移指南 与 调优与 API。

说明：本站是 Nav2 官方文档的中文学习版，内容来自 docs.nav2.org 并做了中文化与重组。如需了解 Nav2 项目本身（源码、贡献、路线图等），请访问 Navigation2 GitHub 仓库。