SCAN-Planner-Pure-ROS2 是 SCAN-Planner 轨迹优化器的精简版 ROS 2 实现，旨在降低系统耦合度，方便开发者将核心算法快速集成到不同的软件框架和机器人平台中。
本项目在原版 SCAN-Planner 的基础上进行了重新整理与精简，主要包括：
- 重写并简化
grid_map模块； - 移除原项目中较为复杂的决策与业务处理逻辑；
- 保留轨迹搜索与轨迹优化相关的核心算法；
- 将核心算法封装为可独立调用的 C++ 模块；
- 在核心算法外层提供轻量化 ROS 2 节点与可视化接口；
- 降低算法模块与 ROS 2 通信框架之间的耦合度。
这种设计更适合算法验证、二次开发以及跨系统移植，开发者可以根据自身项目的软件架构，对地图输入、规划触发、轨迹输出和控制接口进行适配。
Important
本仓库中的默认规划参数主要针对较长距离的轨迹规划场景进行配置。 对于短距离轨迹优化、狭窄空间规划或不同尺寸的机器人平台，开发者需要根据实际场景调整搜索范围、采样间隔、优化权重和障碍物膨胀参数。
推荐使用以下开发环境：
- Ubuntu 22.04
- ROS 2 Humble
- CMake 3.22 或更高版本
- 支持 C++17 的编译器
colcon- Eigen3
- Boost
- RViz2
Note
当前项目主要在 Ubuntu 22.04 与 ROS 2 Humble 环境下进行开发和测试。 其他 ROS 2 版本需要开发者自行验证兼容性。
本项目当前使用的开发容器名称为 ros2_dev，项目在容器中的路径为（docker容器名字和路径需要你自己的，如果不用docker直接部署也可）：
/workspace/SCAN/SCAN-Planner-Pure-ROS2
进入 Docker 容器：
docker exec -it ros2_dev bash进入容器并切换到项目目录：
source /opt/ros/humble/setup.bash
cd /workspace/SCAN/SCAN-Planner-Pure-ROS2使用 rosdep 检查并安装缺失依赖：
rosdep install --from-paths . --ignore-src -r -y如果开发环境中已经安装 ROS 2 Humble、Eigen3、Boost 和 RViz2，可以直接进行编译。
执行以下命令编译 scan_planner 功能包：
source /opt/ros/humble/setup.bash
cd /workspace/SCAN/SCAN-Planner-Pure-ROS2
colcon build --packages-select scan_planner编译完成后，加载当前工作空间：
source install/setup.bash检查 ROS 2 是否已经正确识别可执行程序：
ros2 pkg executables scan_planner预期输出：
scan_planner motion_plan
项目提供了 ROS 2 Launch 文件，启动时会自动加载仓库内置的 rviz.rviz 配置：
source /opt/ros/humble/setup.bash
source install/setup.bash
ros2 launch scan_planner scan_planner.launch.py在服务器、Docker 容器或其他无图形界面的部署环境中，可以通过参数关闭 RViz2，仅启动规划节点：
ros2 launch scan_planner scan_planner.launch.py use_rviz:=false也可以分别启动规划节点和 RViz2，方便调试。
source /opt/ros/humble/setup.bash
source install/setup.bash
ros2 run scan_planner motion_plansource /opt/ros/humble/setup.bash
source install/setup.bash
rviz2 -d install/scan_planner/share/scan_planner/rviz/rviz.rviz启动项目后，可通过 RViz2 依次设置全局目标点、模拟障碍物和机器人起点。
Important
请严格按照以下顺序进行操作，否则可能导致规划无法正常触发或可视化结果异常。
- 使用
Publish Point工具设置全局目标点； - 使用
2D Goal Pose工具添加模拟障碍物； - 使用
2D Pose Estimate工具设置机器人起点，也可以直接使用程序中的默认起点。
完成上述操作后，可在 RViz2 中观察以下可视化结果：
- 全局参考路径；
- A* 搜索路径；
- 优化后的局部轨迹；
- 障碍物及其膨胀结果。
| 话题 | 消息类型 | 说明 |
|---|---|---|
/initialpose |
geometry_msgs/msg/PoseWithCovarianceStamped |
设置机器人当前位姿 |
/goal_pose |
geometry_msgs/msg/PoseStamped |
接收 RViz2 发布的目标位姿 |
/clicked_point |
geometry_msgs/msg/PointStamped |
接收 RViz2 发布的点击点 |
/trigger_plan |
std_msgs/msg/Bool |
规划启停控制预留接口 |
| 话题 | 消息类型 | 说明 |
|---|---|---|
/visual_global_path |
nav_msgs/msg/Path |
全局参考路径 |
/visual_local_trajectory |
nav_msgs/msg/Path |
优化后的局部轨迹 |
/visual_obstacles |
sensor_msgs/msg/PointCloud2 |
输入障碍物点云 |
/trajectories |
visualization_msgs/msg/MarkerArray |
A* 搜索路径可视化 |
/inflated_cloud |
sensor_msgs/msg/PointCloud2 |
膨胀后的障碍物点云 |
/inflated_voxel_marker |
visualization_msgs/msg/Marker |
膨胀体素可视化 |
/inflated_voxel_edges |
visualization_msgs/msg/Marker |
膨胀体素边框可视化 |
将本项目克隆或复制到目标 ROS 2 工作空间的 src 目录中：
your_ros2_ws/
└── src/
└── SCAN-Planner-Pure-ROS2/
进入目标工作空间根目录：
cd your_ros2_ws安装依赖并编译：
source /opt/ros/humble/setup.bash
rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y
colcon build --packages-select scan_planner加载工作空间并启动项目：
source install/setup.bash
ros2 launch scan_planner scan_planner.launch.py在无图形界面的长期部署环境中，可以将以下命令加入启动脚本：
source /opt/ros/humble/setup.bash
source /absolute/path/to/your_ros2_ws/install/setup.bash
ros2 launch scan_planner scan_planner.launch.py use_rviz:=false特别感谢上海交通大学秦通老师课题组及 SCAN-Planner 原始开发团队的开源贡献。
本项目是在原始 SCAN-Planner 项目的基础上进行精简、重构和 ROS 2 适配，相关算法原理与核心思路请参考原始项目：
使用本项目进行研究或二次开发时，请同时关注并遵守原始项目的开源协议及引用要求。
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机器人规划与控制研究所
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【四足机器人跨楼层轨迹优化】SCAN-Planner-Pure-ROS2 精简版开源实现【附 GitHub 开源链接】
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本项目采用 MIT License 开源协议，具体内容请参阅 LICENSE 文件。
