Navigation2 ROS2: Giải quyết triệt để lỗi điều hướng robot (Goal Rejected, Failed Progress)

Bạn đang gặp khó khăn với hệ thống điều hướng Navigation2 trong ROS2? Robot của bạn liên tục báo lỗi "Goal Rejected" hoặc "Failed to Make Progress"? Đừng lo lắng, bài viết này sẽ cung cấp cho bạn một hướng dẫn toàn diện, đi sâu vào nguyên nhân gốc rễ và đưa ra các giải pháp thực tế để khắc phục triệt để các vấn đề này. Chúng ta sẽ cùng nhau khám phá cách cấu hình, gỡ lỗi và tối ưu hóa hệ thống Navigation2 của bạn, giúp robot di chuyển một cách mượt mà và chính xác.

Tại sao mục tiêu điều hướng lại bị từ chối? ("Goal Rejected by Server")

Lỗi "Goal Rejected by Server" thường xảy ra khi các tham số cấu hình không chính xác hoặc có sự cố trong quá trình giao tiếp giữa các node của Navigation2. Một số nguyên nhân phổ biến bao gồm:

• Tham số current_goal_checker không được chỉ định trong cấu hình controller_server.
• Sự cố với waypoint_follower, đặc biệt là lỗi cấu hình liên quan đến tham số wait_at_waypoint.
• Các vấn đề về không gian tên (namespace) trong môi trường đa robot.

Giải pháp cho lỗi "Goal Rejected"

Để khắc phục lỗi này, bạn có thể thực hiện các bước sau:

• Kiểm tra cấu hình `controller_server.yaml`: Đảm bảo rằng tham số current_goal_checker được chỉ định và plugin goal checker phù hợp đã được tải. Ví dụ:

  controller_server:
    ros__parameters:
      goal_checker_plugins: ["general_goal_checker"]
      current_goal_checker: "general_goal_checker"
      general_goal_checker:
        plugin: "nav2_controller::SimpleGoalChecker"
        xy_goal_tolerance: 0.25
        yaw_goal_tolerance: 0.25
  

• Cấu hình `waypoint_follower`: Trong các tệp YAML cấu hình cho môi trường đa robot (ví dụ: `nav2_multirobot_params_1.yaml`), thêm cấu hình cho waypoint_follower:

  waypoint_follower:
    ros__parameters:
      loop_rate: 20
      stop_on_failure: false
      waypoint_task_executor_plugin: "wait_at_waypoint"
      wait_at_waypoint:
        plugin: "nav2_waypoint_follower::WaitAtWaypoint"
        enabled: True
        waypoint_pause_duration: 200
  

• Kiểm tra không gian tên: Khi sử dụng nhiều robot, đảm bảo mỗi robot có không gian tên riêng và cấu hình costmap phù hợp.

"Failed to Make Progress": Robot không thể tiến tới mục tiêu

Lỗi "Failed to Make Progress" cho thấy robot không thể đạt được mục tiêu điều hướng trong một khoảng thời gian nhất định. Điều này có thể do nhiều yếu tố, bao gồm:

• Cấu hình không chính xác của progress_checker.
• Vấn đề với cảm biến hoặc dữ liệu odometry.
• Robot bị mắc kẹt hoặc không thể tìm thấy đường đi khả thi.
• Cài đặt `cmd_vel` không chính xác.

Giải pháp cho lỗi "Failed to Make Progress"

Để giải quyết vấn đề này, hãy thử các bước sau:

• Kiểm tra cấu hình `progress_checker`: Đảm bảo rằng các tham số như required_movement_radius và movement_time_allowance được đặt phù hợp với môi trường và khả năng của robot. Ví dụ:

  progress_checker:
    plugin: "nav2_controller::SimpleProgressChecker"
    required_movement_radius: 0.5
    movement_time_allowance: 10.0
  

• Xác minh dữ liệu cảm biến và odometry: Kiểm tra xem dữ liệu từ cảm biến (ví dụ: lidar, camera) có chính xác hay không, và đảm bảo rằng odometry hoạt động tốt.
• Xem xét cấu hình costmap: Đảm bảo rằng các lớp costmap (obstacle layer, inflation layer) được cấu hình hợp lý để robot có thể tránh chướng ngại vật.
• Cấu hình `cmd_vel`: Đảm bảo rằng robot nhận được lệnh vận tốc chính xác và các lệnh này được ánh xạ đúng cách đến phần cứng robot. Kiểm tra xem có sự không khớp thẻ `cmd_vel` nào không. Sử dụng `twist_mux` có thể giúp giải quyết vấn đề này.

Các lỗi thường gặp khác và cách khắc phục

Ngoài hai lỗi trên, bạn có thể gặp phải một số vấn đề khác trong quá trình sử dụng Navigation2:

• Lỗi liên quan đến critics: Đảm bảo rằng tất cả các critics được chỉ định trong cấu hình controller đều được định nghĩa chính xác và có sẵn.

  FollowPath:
    plugin: "dwb_core::DWBLocalPlanner"
    critics: ["RotateToGoal", "Oscillation", "BaseObstacle", "GoalAlign", "PathAlign", "PathDist", "GoalDist"]
    BaseObstacle.scale: 0.02
    PathAlign.scale: 32.0
    PathAlign.forward_point_distance: 0.1
  

• Sự cố với TF (Transform): Navigation2 phụ thuộc vào các transform chính xác giữa các frame (ví dụ: `base_link`, `odom`, `map`). Sử dụng `ros2 topic list` và `tf2_echo` để kiểm tra transform.
• Lỗi "Taking data from action client but nothing is ready": Sử dụng container thành phần riêng biệt cho Navigation2 để tránh các vấn đề về deadlock.

Lời khuyên từ chuyên gia và ví dụ thực tế

Khi gỡ lỗi Navigation2, hãy nhớ rằng:

• Cập nhật ROS2: Luôn sử dụng phiên bản ROS2 được hỗ trợ mới nhất để tận dụng các bản vá lỗi và cải tiến hiệu suất.
• Đọc kỹ log: Các thông báo lỗi và cảnh báo trong log có thể cung cấp manh mối quan trọng về nguyên nhân sự cố.
• Gỡ lỗi từng bước: Bắt đầu bằng cách kiểm tra các thành phần cơ bản (cảm biến, odometry, costmap), sau đó tiến dần đến các thành phần phức tạp hơn (planner, controller).

Ví dụ thực tế: Bạn đang sử dụng robot TurtleBot3 và gặp lỗi "Failed to Make Progress". Sau khi kiểm tra, bạn phát hiện ra rằng cảm biến lidar bị nhiễu do ánh sáng mặt trời trực tiếp. Giải pháp là che chắn cảm biến hoặc điều chỉnh các tham số lọc dữ liệu lidar.

Kết luận

Navigation2 là một hệ thống điều hướng mạnh mẽ, nhưng việc cấu hình và gỡ lỗi có thể gặp nhiều thách thức. Bằng cách hiểu rõ nguyên nhân gây ra các lỗi phổ biến và áp dụng các giải pháp được trình bày trong bài viết này, bạn sẽ có thể xây dựng các hệ thống điều hướng robot đáng tin cậy và hiệu quả. Chúc bạn thành công!