mpc轨迹跟踪ros

### 使用ROS实现MPC进行轨迹跟踪

为了使用ROS实现基于模型预测控制(MPC)的轨迹跟踪，可以参考`mpc_ros`库[^4]。此库专注于差动轮式移动机器人(Differential Wheeled Mobile Robot)，并实现了非线性模型预测控制(NMPC)[^2]。

#### 安装依赖项
首先安装必要的软件包：

sudo apt-get install ros-noetic-move-base ros-noetic-robot-localization
pip3 install casadi ipopt

#### 配置工作空间
创建一个新的Catkin工作空间，并克隆仓库至其中：

mkdir -p ~/catkin_ws/src && cd ~/catkin_ws/src
git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/mp/mpc_ros.git .
cd ..
catkin_make
source devel/setup.bash

#### 修改配置文件
编辑位于`config/nmpc_params.yaml`中的参数设置来适应具体的硬件平台需求。这些参数通常涉及状态变量的数量、输入约束以及成本函数的设计等方面的内容。

#### 启动节点
启动ROS Master和其他必要组件之后，在终端执行如下命令以加载NMPC控制器:

roslaunch mpc_ros nmpc.launch

此时应该可以在Rviz或其他可视化工具里看到机器人的运动情况及其跟随预定路径的效果。

#### Python接口示例
下面给出一段简单的Python脚本用于发布目标位置给MPC模块处理：

#!/usr/bin/env python
import rospy
from geometry_msgs.msg import PoseStamped

def publish_goal():
    pub = rospy.Publisher('/move_base_simple/goal', PoseStamped, queue_size=10)
    goal_pose = PoseStamped()
    
    # 设置目标坐标系
    goal_pose.header.frame_id = "map"
    goal_pose.pose.position.x = 5.0
    goal_pose.pose.orientation.w = 1.0
    
    rate = rospy.Rate(10)  # 10hz
    while not rospy.is_shutdown():
        pub.publish(goal_pose)
        rate.sleep()

if __name__ == '__main__':
    try:
        rospy.init_node('goal_publisher')
        publish_goal()
    except rospy.ROSInterruptException:
        pass