core_mppi¶

MPPI（Model Predictive Path Integral）ローカルコントローラパッケージです。

概要¶

経路・オドメトリ・コストマップを入力として、メカナムベースの速度指令 /cmd_vel を出力します。

graph LR
    Path["/planned_path"] --> MPPI["core_mppi_node"]
    Odom["/odom"] --> MPPI
    Goal["/goal_pose"] --> MPPI
    Local["/costmap/local"] --> MPPI
    Global["/costmap/global"] --> MPPI
    MPPI --> CmdVel["/cmd_vel_raw"]
    MPPI --> GoalReached["/goal_reached"]

入力¶

トピック	型	説明
`/planned_path`	`nav_msgs/Path`	path_plannerからの経路
`/odom`	`nav_msgs/Odometry`	現在のロボット姿勢
`/goal_pose`	`geometry_msgs/PoseStamped`	ゴール位置（behavior systemから）
`/costmap/local`	`nav_msgs/OccupancyGrid`	ローカルコストマップ
`/costmap/global`	`nav_msgs/OccupancyGrid`	グローバルコストマップ

出力¶

トピック	型	説明
`/cmd_vel_raw`	`geometry_msgs/Twist`	速度指令（linear.x, linear.y, angular.z）。smoother有効時は `/cmd_vel_raw`、無効時は `/cmd_vel`
`/goal_reached`	`std_msgs/Bool`	ゴール到達時に `true` を発行

パラメータ¶

設定ファイル: param/default_params.yaml

制御設定¶

パラメータ	デフォルト	説明
`control_rate`	`20.0`	制御ループ周波数 [Hz]
`goal_tolerance`	`0.15`	ゴール到達判定距離 [m]
`goal_topic`	`/goal_pose`	ゴールポーズトピック名

MPPI設定¶

パラメータ	デフォルト	説明
`mppi.samples`	`160`	サンプリング軌道数
`mppi.horizon_steps`	`12`	予測ホライズンのステップ数
`mppi.dt`	`0.08`	予測ステップの時間幅 [s]
`mppi.temperature`	`1.0`	ソフトマックス温度パラメータ

ノイズ設定¶

パラメータ	デフォルト	説明
`mppi.noise_vx`	`0.25`	X方向速度ノイズ [m/s]
`mppi.noise_vy`	`0.25`	Y方向速度ノイズ [m/s]
`mppi.noise_wz`	`0.8`	角速度ノイズ [rad/s]

速度制限¶

パラメータ	デフォルト	説明
`mppi.max_vx`	`1.0`	X方向最大速度 [m/s]
`mppi.max_vy`	`1.0`	Y方向最大速度 [m/s]
`mppi.max_wz`	`3.14`	最大角速度 [rad/s]

コスト重み¶

パラメータ	デフォルト	説明
`mppi.w_path`	`3.0`	経路追従コスト重み
`mppi.w_goal`	`8.0`	ゴール到達コスト重み
`mppi.w_obstacle`	`18.0`	障害物回避コスト重み
`mppi.w_control`	`0.3`	制御入力コスト重み
`mppi.w_smooth`	`0.8`	平滑化コスト重み
`mppi.w_heading`	`1.5`	ヘディング整合コスト重み（進行方向を向くよう誘導）
`mppi.unknown_cost`	`0.5`	未知セルのコスト
`mppi.heading_lookahead`	`3`	ヘディング目標に使うパス先読みステップ数

コスト重みのチューニング手順はパラメータチューニングガイドを参照してください。

起動¶

ros2 launch core_mppi mppi.launch.py