Diff-Planner 是为微分智飞公司旗下教育无人机子品牌非凸空间适配的单机导航避障算法。其基于开源算法 EGO-Planner-v2 ，并由原班人马深度参与算法优化。在继承 EGO-Planner 优秀框架的基础上，针对教育无人机平台的特殊需求进行了全面适配和增强，旨在提供更稳定、更可靠的科研体验。
- Diff-Planner 在 EGO-Planner-v2 基础上做了多处优化，包括：
- 修复局部规划时 A* 终点在障碍物里，尝试沿 A* 起始方向推出障碍物时的bug。
- 修复优化过程中频繁打印局部目标点在障碍物里（"Local target in collision, skip this planning."），规划器卡死的bug。
- 修复在状态机中使用 planNextWaypoint() 导致状态机卡死的bug。
- 新增规划优化异常检测， 避免动力学不可行的轨迹发出，新增了动力学容忍值（advanced_param.xml中设置）：
<param name="optimization/vel_tolerance" value="1.0" type="double"/>
<param name="optimization/acc_tolerance" value="1.0" type="double"/>
- 修复遇到大障碍物后，无人机在大障碍物面前反复徘徊卡死的bug，同时增加是否使用大障碍物检测的开关（advanced_param.xml中设置）：
<param name="fsm/enable_stuck_detect" value="true"/>
- 新增优化失败次数过多的处理。
- 新增激光雷达建图 raycast 版本，使激光雷达建图更加稳定。
- 新增用户接口 user_command 功能包，使用户能以多种方式设置途径点以及设置返程点。
- traj_server 节点新增yaw角控制接口，用户可根据需要在规划过程中控制无人机yaw角。
- 本项目会长期维护并根据用户反馈持续优化。
本项目基于ROS1开发，请根据所使用ubuntu版本安装对应版本ROS1，支持ubuntu16.04, 18.04和20.04。
git clone https://github.com/DifferentialRobotics/Diff-Planner.git
cd Diff-Planner
catkin_make
cd Diff-Planner
source devel/setup.zsh # 如果使用bash终端，则执行: source devel/setup.bash
roslaunch diff_planner run_sim_single.launch
使用rviz中的3D Nav Goal插件，在地图上按住左键选择目标点x-y平面位置，按住左键不松手同时按住右键上下拖动调整目标点z轴位置，之后松开鼠标即发送目标点，无人机开始规划。
在 points.yaml 文件中 test1 下设置期望途经点，test_back 下设置返程目标点，之后通过以下指令执行任务：
cd Diff-Planner
source devel/setup.zsh
roslaunch diff_planner run_sim_single.launch
cd Diff-Planner #新建终端
./sh_files/pub_trigger.sh #开始执行任务 或在rviz中用2D Nav Goal插件在地图任意位置点击也能开始执行任务
./sh_files/back.sh #开始返程规划
注：通过修改 multipointplan_sim.launch 中的 fligt_type 可实现多种指点规划方式，如自定义到达每个途经点过程中的飞机yaw角，控制到达每个途经点后的停留时间等，详见 points.yaml 顶部注释。
在 run_sim_swarm.launch 中设置每架无人机的目标点 target0_x/y/z，之后通过以下指令执行任务：
cd Diff-Planner
source devel/setup.zsh
roslaunch diff_planner run_sim_swarm.launch
cd Diff-Planner #新建终端
./sh_files/pub_swarm_trigger.sh #开始执行任务
git clone --recursive https://github.com/DifferentialRobotics/Diff-Planner.git
cd Diff-Planner
catkin_make
-
按照 faster-lio 中的readme配置好雷达定位参数，并启动雷达定位脚本测试定位是否正常：
cd Diff-Planner ./sh_files/run_lio.sh启动脚本后拿起无人机在空中晃动，并沿飞行场地行走一圈后放回原地，查看定位是否稳定。
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在配置文件 multipointplan_exp_lio.launch 中 查看设置的飞行模式
fligt_type为 1 表示选择test1模式进行多点规划，即依次经过各途经点
fligt_type为 2 表示选择test2模式进行多点规划，可以控制到达各途径点后的停留时间
- 其余模式的定义可在 points.yaml 中找到
- 当设置
auto_planning为1时，起飞悬停后会开始自动规划
- 当设置
auto_landing为1时，到达最后一个目标点后会自动降落
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在 points.yaml 中设置
test1对应的途径点坐标，以及返程规划的途径点坐标。 -
检查 ctrl_param_fpv.yaml 中起飞高度
takeoff _height设置是否合适。 -
打开遥控器，确认拨杆位置是否正确。
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进入 Diff-Planner 工作空间并启动雷达定位导航脚本
cd ~/Diff-Planner ./sh_files/run_all_lio.sh注意：若没有执行规划任务需求只是测试程序，请保持无人机处于急停状态或关闭遥控器，以免误触遥控器导致无人机自动起飞！！！
待程序完全启动后 rviz 界面如下所示：
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起飞：
cd ~/Diff-Planner ./sh_files/takeoff.sh -
执行规划任务：
cd ~/Diff-Planner ./sh_files/pub_trigger.sh -
返程规划：
cd ~/Diff-Planner ./sh_files/back.sh -
降落：
cd ~/Diff-Planner ./sh_files/land.sh注意：待无人机落地后及时锁桨并在任务终端输入 ctrl+c 结束任务。 起飞/执行规划任务/返程规划/降落也可使用遥控器控制，详见配套产品手册。
若要使用视觉定位下规划，需要先在 run_exp_single_vio.launch 中替换深度相机内参 cx/cy/fx/fy，内参查看方式：
cd Diff-Planner
./sh_files/run_vins.sh
rostopic echo /camera/depth/camera_info
消息中的K矩阵即为深度相机内参，注意矩阵中的顺序为 fx/cx/fy/cy。
视觉定位下规划脚本为 run_single_vio.sh ， 其余配置方式与程序执行逻辑与雷达定位一致。
本项目在开发过程中参考并使用了 EGO-Planner-v2，特此感谢浙江大学 FAST-Lab 团队的开源贡献。
相关代码均严格遵循原项目的开源许可协议使用，用户在使用本项目时，请务必遵守相应的许可证条款。
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