07-路径规划与导航-自主导航全链路

作者：姚博文 · 2026-09-15

自主导航全链路 — 从传感器到车轮：数据流集成、ROS2 接口全景与端到端调试

定位：智能小车全自主导航链路的"组装说明书"——六大环节（传感器 → 里程计 → 定位 → costmap → 规划 → 控制/电机）如何接线、串频、定接口，ROS2 topic/TF/服务/动作全景表，bringup 与端到端调试方法论 | 适用：智能小车/移动机器人开发（对应路线图中阶段 D 的 D4 任务）

1\. 概述

1.1 这篇文档解决什么问题

知识库里其他所有文档都是"零件"：`04-里程计与IMU` 教你做里程计，`06-定位与状态估计` 教你做定位，`07-全局规划`/`07-局部规划`/`07-Nav2导航栈` 教你做规划，`05-PID` 教你做控制。**零件各自都能工作，不等于拼起来能跑**——真正的工程难度在集成：谁发布什么话题、TF 树长什么样、每个模块跑在什么频率、两个时间尺度（10 Hz 导航 vs 100 Hz 控制）如何衔接、出了问题怎么定位到具体环节。

这篇文档是三样东西：

1. **全链路数据流与职责边界**（§1.2–1.3、§2）：每个环节的输入/输出/频率/失效表现，先有全局图再排错；

2. **ROS2 接口全景**（§4.2–4.3）：TF 树、topic 清单表、service/action 表——这是"接线图"，照着它配 bringup；

3. **端到端调试方法论**（§4.6、§5）：自底向上逐段验收（L0–L7）+ 自顶向下症状速查表 + 常用命令速查。

**前置阅读**（按重要性）：`01-基础概念/移动机器人与自主导航总览.md`（链路总纲）、`07-Nav2导航栈.md`（Nav2 组件与参数）、`06-定位与SLAM/定位与状态估计.md`（TF 与 AMCL）、`04-传感器与感知/里程计与IMU.md`（编码器与 IMU 细节）。

💡 一句话使用方式：**先按 §4 把车跑通（哪怕很丑），再用 §5 的方法论把它调顺。** 顺序反了——先调参再跑通——是新手最常见的死法。

1.2 全链路数据流全景（带频率与消息）

各段的消息流（ROS2 话题名，完整清单见 §4.3）：

| 环节 | 输入 | 输出 | 典型频率 | 失效时的"症状" |

| --- | --- | --- | --- | --- |

| 定位