Nav2를 통한 자율주행 적용하기

본 장에서는 ROS2의 Nav2 스택을 이용해 Moby-RP에 자율 주행을 적용하는 방법을 다룹니다.

준비

자율주행을 수행하기 위해서는 환경에 대한 지도가 준비되어야 합니다. SLAM 챕터를 참고해 자율주행을 수행할 환경의 지도를 준비해주세요.
Nav2 스택을 실행하기 위해서는 Moby의 제어 노드 및 LiDAR 노드가 실행중이어야 합니다. Moby 제어 노드 챕터의 설명에 따라, Moby 제어 노드를 실행해주시기 바랍니다.

1. Nav2 스택 실행하기

SLAM 챕터의 예시를 따랐다면, /home/user/ 경로에 default_map.yaml파일을 생성했을 것입니다. 아래의 명령어를 통해 자율주행을 위한 Nav2 노드를 실행하고 해당 파일로부터 지도를 불러올 수 있습니다.
```
ros2 launch moby_navigation navigation2.launch.py map:=/home/user/default_map.yaml
```
RViz 화면이 열리고 지도와 함께 Moby의 현재 위치가 표시되는 것을 확인할 수 있습니다.

2. 현재 위치 보정하기

처음 자율주행을 시작할 때는 Moby의 위치가 부정확할 수 있습니다. RViz의 2D Pose Estimate 기능을 이용해 현재 위치를 수동으로 지정해줄 수 있습니다.

RViz 상에서 위치 초기화 및 주행 목표 명령 입력하기

Moby의 위치가 업데이트 되는 것을 볼 수 있습니다. LaserScan의 관측 포인트들이 지도와 잘 일치하도록 위치를 지정합니다.
수동으로는 현재 위치를 정확하게 지정하는 데 한계가 있습니다. 이 떄 조이패드를 이용해 로봇을 이동하면, Localization 알고리즘이 업데이트 되며 점차 정확한 위치로 수렴하는 것을 확인할 수 있습니다.
- 조이패드를 이용한 로봇 조작은 기본조작 챕터를 참고하시기 바랍니다.

3. 시작 위치 저장하기
Nav2 스택을 시작할때마다 직접 위치보정을 하지 않기 위해서는 시작 위치를 고정하고 저장해둘 수 있습니다.

앞으로 Nav2 스택을 시작할 위치로 이동한 뒤, 새 터미널을 열어 아래 명령어로 현재 위치를 확인합니다.
```
ros2 topic echo --once /amcl_pose
```
moby_navigation의 시작 위치를 포함한 파라미터는 아래의 경로에 저장됩니다.

~/ros2_ws/src/moby-ros2/moby_navigation/param/moby_rp.yaml
~/ros2_ws/install/moby_navigation/share/moby_navigation/param/moby_rp.yaml

위에서 명령어로 얻어 둔 위치 값을 위의 두 파라미터 파일의 initial_pose 항목에 기입합니다.
orientation의 경우, 4자리의 쿼터니언 값이 표시되지만 파일에 입력할 파라미터는 yaw 각도 하나입니다. 쿼터니언에서 yaw 각도로의 변환은 온라인 변환기 등을 이용할 수 있습니다.

자율 주행 시작 위치 저장

이제 Nav2 스택을 시작할 때 항상 저장된 위치에서 시작됩니다.
위의 두 파일 경로 중 첫번째는 원본 파일의 경로이고, 두번째는 패키지를 빌드했을 때 설치되는 경로입니다. 실제로 사용되는 것은 두번째 파일이지만, 추후 ros2_ws 워크스페이스를 다시 빌드할 경우 두번째 경로의 파일이 다시 첫번째 파일로 덮어쓰기 됩니다. 따라서, 파라미터 변경시에는 첫번째 파일을 변경하고 워크스페이스를 다시 빌드해 적용하거나 직접 두 파일을 모두 변경하는 것이 좋습니다.

4. 자율 주행 수행하기

RViz 화면의 2D Nav Goal 버튼을 클릭합니다.
2D Pose Estimate 에서와 같이, 이동하고자 하는 목적지를 지도 화면 상에서 클릭하고, 누른 상태로 드래그해 방향까지 지정합니다.
이제 Moby가 지정된 목적지로 이동합니다.
이동하는 동안에는 RViz 제어 패널의 Cancel 버튼이 활성화되어 자율 주행 이동을 취소할 수 있습니다.
RViz 제어 패널의 Feedback에 reached 메시지가 표시되면 이동이 완료된 것입니다.

자율 주행 중, 완료 시 주행 제어 패널 변화

Moby-RP에 대한 Nav2 스택 구성 관련 정보는 아래의 경로의 파라미터 파일에 정의되어 있습니다.
해당 파일의 구성에 관한 자세한 정보는 Nav2 의 정보를 참고해주시기 바랍니다.

moby-ros2/moby_navigation/param/moby_rp.yaml

이름	형식	설명	기본값
map	string	지도 파일 경로	~/moby-ros2/install/moby_navigation/share/ moby_navigation/map/default_map.yaml
params_file	string	Nav2 파라미터 파일	~/ros2_ws/install/moby_navigation/share/ moby_navigation/param/moby_rp.yaml
launch_rviz	bool	RViz 화면 실행 여부	true