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【ROS】恢复行为

news 来源：原创 2025/8/18 23:57:50

【ROS】恢复行为

前言
恢复行为（recovery_behavior）概述
恢复行为的参数
- 示例：`recovery_behavior.yaml` 配置文件
- 参数说明与配置原则
- 恢复行为模块的参数设置
- - reset_recovery（重置行为：清除代价地图）
  - - 参数冲突说明与解决方法
  - rotate_recovery（旋转清除）

前言

本文将介绍 ROS 导航系统中核心节点之一的内部模块——恢复行为（recovery_behavior）。
当导航过程中机器人陷入停滞或无法继续前进时，恢复行为模块会尝试更新障碍物信息，并执行一系列预设操作以帮助机器人脱困，从而重新规划一条可行的全局路径。

我的环境：
本教程使用的环境是：实体 ROS 小车，Ubuntu 18.04，ROS1 Melodic

参考资料：

ROS导航系统 | 恢复行为 | Recovery Behaviors
ROS导航系统 | 恢复行为的参数设置 | Recovery Behaviors
ROS Wiki - rotate_recovery
ROS Wike - clear_costmap_recovery

恢复行为（recovery_behavior）概述

当机器人被动态障碍物困住，无法继续导航任务时，ROS 导航系统会启用一种应急机制——恢复行为（recovery_behavior）。该机制的目标是在导航“卡死”时，尝试清除障碍信息、刷新代价地图，并重新进行路径规划，从而帮助机器人“脱困”，恢复正常导航。

推荐参考讲解视频：
👉 ROS导航系统 | 恢复行为 | Recovery Behaviors（2–7分钟）

恢复行为机制的框架图如下：

恢复行为流程图
恢复行为功能图

恢复行为策略说明：

保守重置（conservative_reset）：
清除机器人当前位置附近较小范围内的障碍物信息，用于轻微的路径阻塞处理。
激进重置（aggressive_reset）：
清除更大范围内的障碍物信息，用于尝试处理更严重的路径堵塞。
第一次旋转清除（rotate_recovery 1）：
原地旋转一圈，让激光雷达完整扫描一圈，用于更新全方位障碍信息，解决可能因激光雷达盲区导致的信息不完整问题。
第二次旋转清除（rotate_recovery 2）：
与第一次类似，但覆盖范围更大，进一步尝试清理未被检测的障碍。

✅ 实际使用中，保守和激进清除的效果有限，真正发挥作用的往往是旋转清除，尤其对带有雷达盲区的机器人来说尤为关键。

恢复行为的参数

该部分内容推荐参考：

ROS导航系统 | 恢复行为的参数设置

更多恢复行为的参数说明可参考官方文档：

rotate_recovery（旋转恢复行为） - ROS Wiki
clear_costmap_recovery（清除代价地图） - ROS Wiki

我们可以直接使用 ROS 提供的三种恢复行为，为它们设置对应参数，并对三者进行组合，从而构建一套自定义的恢复策略。

示例：`recovery_behavior.yaml` 配置文件

恢复行为（recovery behavior）的参数理论上可以放在任意位置，只要加载到 ROS 参数服务器时命名空间设置正确即可。
常见做法是将参数写入 recovery_behaviors.yaml、global_costmap.yaml 、move_base_params.yaml 等文件，并通过 rosparam 加载。

关键在于确保参数所属的命名空间与调用模块一致，例如使用 ns=recovery_behavior 进行加载时，配置文件中的命名空间也应对应。

建议：虽然参数文件的位置没有强制要求，但为了结构清晰、便于管理，通常建议将恢复行为参数统一放在 move_base 的参数文件中，如 move_base_params.yaml。

下面是一个示例的 recovery_behavior.yaml 配置文件：

recovery_behaviors:- name: 'reset_recovery' # 定义一个名为 'reset_recovery' 的恢复行为type: 'clear_costmap_recovery/ClearCostmapRecovery' # 指定该恢复行为的类型为清除代价地图- name: 'rotate_recovery' # 定义一个名为 'rotate_recovery' 的恢复行为type: 'rotate_recovery/RotateRecovery' # 指定该恢复行为的类型为原地旋转- name: 'move_slow_and_clear' # 定义一个名为 'move_slow_and_clear' 的恢复行为type: 'move_slow_and_clear/MoveSlowAndClear' # 指定该恢复行为的类型为缓慢移动并清除障碍物# 'reset_recovery' (clear_costmap_recovery) 的参数
reset_recovery:reset_distance: 3.0 # 注意：对于 clear_costmap_recovery，这个参数通常不适用或没有实际效果。# 它更常用于 move_slow_and_clear 类型的恢复行为，表示清除障碍物的距离。# 对于 clear_costmap_recovery，更关键的是 'layer_names' 参数。layer_names: ['obstacle_layer'] # 指定需要清除的代价地图图层名称列表。# 这里设置为清除名为 'obstacle_layer' 的图层。# 'rotate_recovery' (rotate_recovery) 的参数
rotate_recovery:sim_granularity: 0.017 # 旋转时检查障碍物的角度间隔（弧度）。# 0.017 弧度约为 1 度。数值越小，检查越精细。frequency: 20.0 # 向机器人发送旋转速度指令的频率（赫兹）。# 'move_slow_and_clear' (move_slow_and_clear) 的参数
move_slow_and_clear:clearing_distance: 0.5 # 机器人前方尝试清除障碍物的距离（米）。limited_trans_speed: 0.25 # 机器人在此恢复行为中允许的最大平移速度（米/秒）。limited_rot_speed: 0.45 # 机器人在此恢复行为中允许的最大旋转速度（弧度/秒）。planner_namespace: 'PlannerROS' # 规划器的命名空间。这个参数用于在执行清除动作时与规划器进行交互。# 例如，在清除障碍物后可能需要通知规划器重新规划路径。

参数说明与配置原则

恢复行为的名称（name） 可以自定义，但 type 类型 必须是以下三种之一：
1. clear_costmap_recovery/ClearCostmapRecovery（重置清除）
2. rotate_recovery/RotateRecovery（原地旋转清除）
3. move_slow_and_clear/MoveSlowAndClear（缓慢移动清除，风险较高，通常不建议使用）

恢复行为模块的参数设置

reset_recovery（重置行为：清除代价地图）

reset_distance：清除半径范围，单位为米。会清除该范围以外的所有障碍物信息。
layer_names：指定需要清除的地图层，通常为 obstacle_layer，表示障碍物层（动态障碍地图）。

注意：
清除操作完成后，激光雷达会在下一帧自动重新检测并更新障碍物信息，因此可能无法直观观察到“清除”的过程，但地图实际上已经刷新。

参数冲突说明与解决方法

clear_costmap_recovery 插件默认清除的是名为 obstacles 的层，而 costmap_2d 中常用的障碍层名称为 obstacle_layer，两者不一致将导致清除失败。因此，我们需要进行以下修改：

修改步骤：

① 修改 costmap_common_params.yaml 中的插件名称，统一为 obstacle：

plugins:- {name: static_layer,        type: "costmap_2d::StaticLayer"}- {name: obstacles,      type: "costmap_2d::VoxelLayer"}- {name: inflation_layer,     type: "costmap_2d::InflationLayer"}

② 修改恢复行为配置文件中 reset_recovery 的参数：

reset_recovery:reset_distance: 3.0layer_names: ['obstacle_layer']

推荐参考视频讲解：
恢复行为参数设置（8~11分钟）

rotate_recovery（旋转清除）

该恢复行为用于原地旋转来尝试摆脱困境。

详细参数说明请见：
rotate_recovery - ROS Wiki

常用参数：

sim_granularity：模拟障碍检测的角度分辨率，单位为弧度。值越小，检测越精细，旋转越安全但计算开销更大。
frequency：向机器人发送旋转速度指令的频率（单位：Hz）。
rotational_vel：机器人旋转的角速度（单位：rad/s）。

【ROS】恢复行为

前言

恢复行为（recovery_behavior）概述

恢复行为的参数

示例：recovery_behavior.yaml 配置文件

参数说明与配置原则

恢复行为模块的参数设置

reset_recovery（重置行为：清除代价地图）

参数冲突说明与解决方法

rotate_recovery（旋转清除）

相关文章：

示例：`recovery_behavior.yaml` 配置文件