yiliao2026/must_know.md

must_know.md — yiliao_ws 变更说明（mo_new → HEAD）

仓库：https://gitee.com/hikos/smart-healthcare-2026.git 基准提交：436e8a2（mo_new 分支起点，"Merge remote-tracking branch 'origin/mo' into mo_new"） 当前 HEAD：8481d56（"现在总体进程基本流畅，还差导航不够顺利。"） 生成日期：2026-06-13 目标读者：接手调试的另一位同学

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变更总览

从 mo_new 基准到当前 HEAD，共 101 个文件变更，+6074/-296 行。核心变更集中在 4 个方面：

1. EKFRobotLocalization（EKF 协方差参数化 + 帧重构）
2. SLAM Toolbox（降低 CPU 负载 + 新配置文件）
3. 导航参数（仿真→真机 + MPPI / 代价地图 / 规划器调整）
4. 启动文件重构（去重 + 真机部署适配）

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1. EKFRobotLocalization（origincar_base）

1.1 ekf.yaml — 完全重写（222 行 → 48 行）

变更	旧值	新值	影响
帧名重命名	odom_combined	odom	EKF 直接发布 odom->base_footprint 而非 odom_combined->base_footprint。所有下游节点只需监听 odom
频率降低	30 Hz	20 Hz	降低 CPU 负载
移除 pose0 输入	/set_pose 订阅	已删除	不再接受外部位姿注入（use_pose_with_covariance_stamped 移除）
移除所有 IMU 拒绝阈值	pose:20.0, twist:1.542, accel:10.0	已删除	信任所有 IMU 数据，不进行异常值过滤
移除过程噪声协方差	15×15 自定义矩阵	已删除	使用 EKF 默认值
移除初始协方差	15 个状态全 1e-9	已删除	使用 EKF 默认值

注意：EKF 不再显示指定过程噪声，如果出现估计发散，需要恢复噪声矩阵。

1.2 origincar_base.h — 新增成员变量

bool publish_tf_;                      // 控制底盘节点是否发布 odom->base_footprint TF
double odom_pose_cov_x_;               // 里程计 X 位置协方差
double odom_pose_cov_y_;               // 里程计 Y 位置协方差
double odom_pose_cov_yaw_;             // 里程计 Yaw 协方差

1.3 origincar_base.cpp — 4 处关键修改

① Publish_Odom() — 协方差填充（第 ~202 行）：

odom.pose.covariance[0] = odom_pose_cov_x_;
odom.pose.covariance[7] = odom_pose_cov_y_;
odom.pose.covariance[35] = odom_pose_cov_yaw_;

默认值：x=0.01, y=0.01, yaw=0.0225（约 8.6° 标准差）。值越大，EKF 越不信任轮式里程计。

② Publish_Odom() — TF 条件发布：

if (publish_tf_) {
    tf_broadcaster_->sendTransform(t);
}

当 EKF 负责发布 odom->base_link 时，底盘节点不再发布（避免 TF 冲突）。默认 publish_tf_ = false。

③ Get_Sensor_Data() — 串口异常处理：

try {
    Stm32_Serial.read(Receive_Data_Pr, sizeof(Receive_Data_Pr));
} catch (const serial::SerialException& e) {
    return false;
}

防止串口断连导致程序崩溃。

1.4 base_serial.launch.py — 协方差启动参数

'odom_pose_cov_x': 0.01,
'odom_pose_cov_y': 0.01,
'odom_pose_cov_yaw': 0.0225,

1.5 origincar_bringup.launch.py — 移除重复 TF + 添加 robot_description

• 移除了 base_footprint -> base_link 的静态 TF 发布器（避免与 EKF 冲突）
• 添加了通过 Xacro 处理的 robot_description 参数传入 joint_state_publisher

1.6 robot_mode_description.launch.py — 重构

• publish_frequency 显式设为 15 Hz（原来是 30 Hz，隐含默认值）
• 改为使用 parameters=[{'robot_description': ..., 'publish_frequency': 15.0}] 而非命令行参数

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2. SLAM Toolbox

2.1 slam_toolbox_async.yaml — 性能优化

参数	旧值	新值	影响
base_frame	base_footprint	base_link	与 URDF / Nav2 的 robot_base_frame 对齐
throttle_scans	1（全处理）	10	大幅降低 CPU，每 10 帧只处理 1 帧
minimum_travel_distance	0.5m	0.1m	更灵敏的建图触发
minimum_travel_heading	0.5 rad	0.1 rad	更灵敏的角度触发
scan_buffer_size	10	5	减少内存 / 计算量
scan_buffer_maximum_scan_distance	10m	5m	减小扫描缓冲距离
map_start_pose	[0, 0, 0]	[-2, -2, 0]	地图初始位姿偏移

2.2 slam_toolbox_mapping.yaml — 新增配置

全新的 73 行 SLAM 建图专用配置，作为 slam_toolbox_async.yaml 的补充。关键差异：throttle_scans: 1（全处理），scan_queue_size: 20（增大雷达队列防丢帧）。

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3. 导航参数（gc_navigation_slam.yaml）

这是最重要的配置文件，经历了多轮调试修改。

3.1 全局切换

所有节点的 use_sim_time: True → False（15 处），BT XML 路径从 /home/guoch/test_ws → /home/sunrise/yiliao_ws。

3.2 MPPI 控制器

参数	旧值	新值	说明
time_steps	36	20	规划时域缩短，减少计算量
batch_size	1000	200	采样数减少 80%，CPU 优化的关键
PathAlignCritic.cost_weight	14.0	7.0	允许偏离路径，是避障优先的关键
PreferForwardCritic.cost_weight	5.0	2.0	减少前进偏好，允许侧向/倒车
CostCritic.cost_weight	3.81	3.81（不变）

3.3 代价地图

参数	旧值	新值	说明
inflation_radius	0.55m	0.2m	大幅缩小膨胀，允许通过更窄通道
cost_scaling_factor	3.0	3.0（不变）
机器人足迹	0.14m 半宽	0.14m（不变）	有效安全边界 = 0.2 - 0.14 = 0.06m

3.4 SmacPlannerHybrid 规划器

参数	旧值	新值	说明
max_iterations	1,000,000	100,000	搜索上限降低 90%
non_straight_penalty	1.2	0.5	鼓励曲线路径，是提前避障的关键
cost_penalty	2.0	5.0	更严厉惩罚途经高代价区域
lookup_table_size	20.0m	5.0	减少内存占用
reverse_penalty	?	1.3	轻微抑制倒车
motion_model	REEDS_SHEPP	REEDS_SHEPP（不变）

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4. 启动文件

4.1 gc_nav2_with_slam_online_real.launch.py — 新增

真机实时建图专用启动文件。结构：

• 启动 async_slam_toolbox_node（使用 slam_toolbox_mapping.yaml）
• 包含 Nav2 bringup（使用 gc_navigation_slam.yaml）
• 不发布 TF（由 origincar_base 的 EKF + robot_state_publisher 提供）
• 不启动 robot_state_publisher（避免与底盘启动文件重复）

4.2 Foxglove Bridge 优化

运行时通过参数限制话题白名单和功能，已添加到导航启动但不在此 diff 中（属运行期调试修改，未提交）。

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5. 已知问题 & 当前状态

5.1 当前整体状态（HEAD: 8481d56）

流程整体流畅（CPU 从 ~77% 降至 ~23%，load 从 14.5 降至 1.5），但导航还不够顺利。

5.2 导航调试发现的问题（基于 2026-06-13 现场测试）

1. 恢复行为适得其反：BT 恢复策略（清除代价地图 → 后退 0.8m → 等待 0.3s）在后方空间不足时会撞入障碍物
2. 急转弯不足：目标方向变化 >90° 时转向缓慢，batch_size=200 降低了采样多样性
3. 提前避障效果待验证：non_straight_penalty=0.5 + cost_penalty=5.0 + PathAlignCritic=7.0 这套参数修改后重启导航即生效，未在重启后充分测试
4. odom 帧漂移：最后一次提交提到 "odom 坐标系在运动过程中还是会飘"

5.3 参数文件位置

文件	路径
导航参数	src/gc_navigation2_slamtoolbox/params/gc_navigation_slam.yaml
SLAM 配置	src/gc_navigation2_slamtoolbox/config/slam_toolbox_mapping.yaml
SLAM 异步	src/gc_navigation2_slamtoolbox/config/slam_toolbox_async.yaml
EKF 配置	src/origincar_base/config/ekf.yaml
底盘启动	src/origincar_base/launch/base_serial.launch.py
导航启动	src/gc_navigation2_slamtoolbox/launch/gc_nav2_with_slam_online_real.launch.py
参数备份	src/gc_navigation2_slamtoolbox/params/gc_navigation_slam.yaml.bak
旧代码备份	src/origincar_base/src/origincar_base.cpp.bak

5.4 运行环境

• Ubuntu 22.04 aarch64（ARM 8 核，7GB RAM）
• ROS2 Humble
• 机器人 IP：192.168.10.210，用户：sunrise
• 工作区：/home/sunrise/yiliao_ws
• 所有 ROS2 命令需先 source /opt/ros/humble/setup.bash

5.5 地图范围

• 当前建图范围：X[-11.876, 6.974], Y[-5.982, 4.068]
• 自由空间（走廊）：X[-11.4, 6.8], Y[-3.1, 2.7]
• 狭窄通道：X=6 处仅 0.7m 宽；X=-7 附近有 1.1m 窄通道
• 地图分辨率：0.05m/pixel

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6. 快速命令参考

# SSH 登录
ssh sunrise@192.168.10.210

# 查看导航节点状态
source /opt/ros/humble/setup.bash && ros2 node list

# 查看当前位姿
ros2 topic echo /odom_combined --once | grep -A4 "position:"

# 重启导航生命周期
ros2 lifecycle set /lifecycle_manager_navigation shutdown
# 然后重新启动导航 launch

# 发送导航目标（示例）
ros2 topic pub /goal_pose geometry_msgs/msg/PoseStamped "{header: {frame_id: 'map'}, pose: {position: {x: 2.0, y: 0.0}, orientation: {z: 0.0, w: 1.0}}}"

# 查看 LiDAR 扫描
ros2 topic echo /scan --once --field ranges

# 构建
cd /home/sunrise/yiliao_ws && colcon build --packages-select gc_navigation2_slamtoolbox origincar_base

# 查看完整提交历史
cd /home/sunrise/yiliao_ws && git log --oneline 436e8a2..HEAD