机器人控制框架行为树py_trees ＜一、行为树介绍＞

行为树是ros2比较大的改动地方之一，替代了之前ros1中的状态机。行为树和状态机之前的差异这里不在做赘述，感兴趣的可以搜索相关的资料。

常见的行为树(bt)框架有C++版本的BehaviorTree.CPP库，和python版本的py_tree库。看个人喜好，因为我工作中写逻辑框架的时候需要快速实现并且可视化下框架结构后用于小组讨论，所以我在项目的初期甚至整个项目中也都是使用py_trees。

使用命令行安装

sudo apt install ros-foxy-py-trees # 树结构包

sudo apt install ros-foxy-py-trees-ros-viewer # 查看树的结构脚本文件

行为树概念大致分为：

1. 行为 behavior；

2. 生命周期；

3. 黑板(blackboard)；

4. 可视化行为树；

· 其中behavior算是框架中的最小粒度，一切操作逻辑和流程都可以使用behavior来描述(我是这么理解的)。

· 生命周期，py_tree中的生命周期其实已经涵在行为树中，理解生命周期中的每个节点对于行为树什么时候启动什么时候终止有很大的帮助，因此需要将生命周期概念和行为树放一起。

实际使用中自定义的behavior基本上会遇到以下7个状态(后面详细说明什么时候触发这些状态)

__init__

setup()

initialise()

tick()

update()

stop()

terminate()

· 黑板(blackboard) 是行为树中提出的一个概念，将一些需要交换数据的变量还有一些中间参数放到黑板上，其他的行为可以在上面读写。还是很形象的，我们上课的时候每个小朋友都是一个行为老师把内容写在黑板上，我们看到了内容就可以执行相应的行为(读书，默写啊什么)。

. 有的时候我们设计的行为树需要分享或者讨论，此时如果你拿一段代码给领导看，领导肯定头大，将所有的行为可视化往往是最佳方案。

先上一张和AGV业务相关的移动底逻辑模块框架，一般的时候总工绘制大的框架结构后，各部门会领取相应的模型进行任务逻辑搭建，下图是描述的是AGV视觉模块中一个子任务树。

这是一个简单的顺序执行的树结构，首先要判断前方没有障碍物才会让车调整位姿行驶到路中间，然后触发视觉检测二维码判断是否需要转弯还是直行，转弯和直行部分是抢占优先级，一旦触发转弯任务就不在进行直行。

通过图的方式表达逻辑能够方便修改和讨论逻辑上是否有BUG，比如因为业务的改动，只有直行这个模块，不需要转弯动作。可以直接在行为树中断开转弯子行为树即可。这对于一个简单的程序来说有点显得费力不讨好，但是一般的符合机器人系统有成千上万个行为组成，如果全部使用if..else while 写控制逻辑，维护和修改起来非常的麻烦。

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