RabbitRobot_CoveragePath

What It Does

不是画一条线，而是在地图里算清扫区域

支持 RViz 顶部工具栏里的 Coverage Rect 拖拽矩形，也支持 Coverage Poly 点多边形和孔洞。
默认订阅 /map，只在已知 free cells 内规划，unknown、off-map 和占据区不会被硬塞进路径。
按 AMR2 的 0.486 m x 0.450 m footprint 和安全边距膨胀障碍，路径发布前校验 waypoint 与连接段。
小孔洞尽量跨越/绕行保持连续，大孔洞和凹多边形会触发分块，再用安全连接策略组织覆盖顺序。
输出标准 nav_msgs/Path 和带 yaw 的 CoveragePath，能给 RViz 调试，也给后续 Nav2 覆盖执行器留接口。

Verified Numbers

README 里已经跑通的关键指标

0.38 m map-aware clearance，按车体 footprint 和安全边距取中心点可通行余量

36.38 m² 示例清扫区域裁剪后的 selected_area

12 常规示例区域生成的 coverage waypoints

128 大框 known-free 裁剪验证生成的 waypoints

Algorithm Flow

覆盖路径算法处理流程

输入区域

RViz 鼠标拖矩形或点多边形，也可以直接调用 /coverage/compute_path 传 polygon 和 holes。

地图约束

订阅 /map，把 PCD 2D 地图里的占据格、未知区域和地图外区域从覆盖区域中扣除。

安全膨胀

按 AMR2 footprint、wall_margin 和 safety margin 处理边界，避免路径贴墙或穿过障碍。

扫描方向

sweep_angle=-1.0 时自动选择覆盖行数更少的方向，也能手动指定清扫方向。

分块与连接

遇到孔洞、凹多边形或多个 free component 时拆分区域，优先用安全圆弧/直连，必要时用 A* 连接。

发布路径

发布 /coverage_path、带 yaw 的 /coverage/coverage_path，并显示 polygon/block markers。

Visual Evidence

关键截图

PCD 2D map 上用 RViz Publish Point 点出矩形清扫区域 — Step 2：在 PCD 2D map 上点出清扫外轮廓，蓝色框是输入区域。

PCD 2D map 上根据矩形清扫区域生成 map-aware 覆盖路径 — Step 3：算法裁剪出 map-clipped drivable area，并生成绿色 `/coverage_path` 覆盖线。

大框覆盖请求被 known-free 地图区域裁剪后生成覆盖路径 — Step 5：大框请求被 known-free 地图单元裁剪，证明路径不是简单穿过未知区。

Coverage Poly 五边形区域在占据栅格地图中生成 128 waypoints 覆盖路径 — Coverage Poly：非矩形五边形区域也能在障碍地图里生成覆盖路径。

RViz-only fake car 沿生成的 map-aware 覆盖路径行走 — Step 4：RViz-only fake car 沿生成路径行走，用于验证路径跟随闭环。

手动选择真实狭长地图区域后生成 map-aware 覆盖路径 — Manual validation：真实狭长地图上的手动选区，生成 39 waypoints 覆盖路径。

fake car 跟随手动选择区域生成的覆盖路径并留下 odometry trail — Manual follow trace：fake car 跟随手动覆盖路径，记录 odometry trail 和运动距离。

ROS2 Interface

服务、话题与参数

接口	类型	作用
`/coverage/compute_path`	service	直接传 polygon / holes 计算覆盖路径。
`/coverage_path`	topic	标准 `nav_msgs/Path`，供 RViz 和后续执行器复用。
`/coverage/coverage_path`	topic	自定义覆盖路径消息，每个 waypoint 带 x / y / yaw。
`/coverage_sim/start_path_following`	service	让 RViz-only fake car 沿当前覆盖路径行走。

README Snapshot

完整材料与测试记录

本次测试记录摘要

测试环境为 2026-07-26，Ubuntu 22.04 WSL，ROS2 Humble，分支 feature/coverage-path。README 中记录了消息、覆盖算法、RViz-only 仿真包编译通过，PCD 地图加载、/map + /scan + /coverage_path 话题就绪，clicked-point workflow、known-free clearance validator、follow test 和 odometry move test 均通过。

colcon build --symlink-install --packages-select ljh_robot_msg ljh_robot_coverage ljh_rviz2 ljh_robot_sim    PASS
./run/check_ljh_sim_coverage_services.sh                                        PASS
./run/check_ljh_sim_coverage_services.sh oversized map clip                     PASS, 128 waypoints
./run/check_ljh_sim_coverage_services.sh map clearance validator                PASS, clearance=0.381m
./run/check_ljh_sim_coverage_services.sh follow test                            PASS
ros2 launch ljh_robot_sim ljh_amr2_rviz_sim.launch.py                           PASS

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