07-路径规划与导航-Nav2导航栈

作者：姚博文 · 2026-09-15

Nav2 导航栈 — "怎么走过去"的全栈实现：行为树、规划器、控制器、costmap 与恢复行为

定位：ROS2 Nav2 的架构拆解（行为树 / 全局规划器 / 局部控制器 / costmap / recovery 插件）、全套参数配置、launch 部署与常见问题（定位跳变、卡死）排查 | 适用：智能小车/移动机器人开发

1\. 概述

1.1 这篇解决什么问题

前面两篇《全局规划》《局部规划》讲的都是**单个算法**：A\*/D\* Lite 怎么在网格上找一条路，DWA/MPPI 怎么把路变成速度指令。但把它们和定位、传感器、执行器拼成一台"能自主走到目标点"的机器人，还缺一层**调度与容错框架**：

规划失败怎么重规划、被堵住怎么恢复、静态/动态障碍分别存哪、按什么顺序调用——这些"调度与容错"问题正是单算法不回答的。

**Nav2（Navigation 2）**就是 ROS2 的这套导航框架：它是"规划算法"与"真实世界"之间的**任务执行层**，核心职责是**安全地把机器人从当前位置带到目标点**（safely move a robot from A to B），包含避障、卡死恢复、多传感器融合地图。

| 问题 | Nav2 里谁负责 | 对应组件 |

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

| 从哪到哪的整条路 | 全局规划器（Global Planner） | planner_server + NavFn/Smac 插件 |

| 下一秒的速度指令 | 局部控制器（Local Controller） | controller_server + DWB/MPPI/RPP 插件 |

| 环境长什么样（静态+动态） | 代价地图（Costmap） | costmap_2d（分层：静态/障碍/膨胀） |

| 流程怎么调度、失败怎么恢复 | 行为树（Behavior Tree）+ 恢复行为 | bt_navigator + behavior_server |

| 我在地图的哪里 | 不在 Nav2 内（前置依赖） | AMCL（见 06-定位与SLAM/定位与状态估计.md） |

| 地图从哪来 | 不在 Nav2 内（前置依赖） | 手工画 / GMapping / SLAM Toolbox（见 06-定位与SLAM/激光SLAM.md） |

💡 一个常见的误解：Nav2 不含建图、不含定位。`map_server`（发布静态地图）和 `amcl`（粒子滤波定位）虽然打包在 Nav2 发行版里，但逻辑上是导航的**上游**。没有可信的 `map → base_link` TF，Nav2 什么都干不了——所以本文所有问题排查第一步都是先确认 TF 与定位。

1.2 在自主导航链路中的位置

对应 `00-路线图/学习路线图.md` 的全链路图（阶段 D：自主导航）：