【ROSConJP 2026】Dynamic Window Pure PursuitのNav2 Regulated Pure Pursuit Controllerへの公式統合

Dynamic Window Pure Pursuitの Nav2 Regulated Pure Pursuit Controllerへの公式統合 2026/8/5 慶應義塾大学大学院 理工学研究科 髙橋正樹研究室 〇大西史弥，髙橋正樹

Dynamic Window Pure Pursuit[1][2]とは 2 ◼ 経路追従手法 Pure Pursuit の拡張：速度・加速度制約を考慮可能 急カーブで減速：速度・加速度 制約の範囲内で経路追従 [1] F. Ohnishi and M. Takahashi, “Dynamic Window Pure Pursuit for Robot Path Tracking Considering Velocity and Acceleration Constraints,” IAS-19, 2025. [2] F. Ohnishi and M. Takahashi, “DWPP: Dynamic Window Pure Pursuit Considering Velocity and Acceleration Constraints”. arXiv:2601.15006., 2026. ◼ オープンソースへの取り組み ➢ ROSCon JP 2025：非公式Nav2プラグインの公開 ➢ 今年度：Nav2公式（Regulated Pure Pursuit Controller Plugin）へ統合 ✓ ROS 2 Lyrical以降で使用可能 DWPP: Dynamic Windowを用いた 速度・加速度制約を考慮したPure Pursuitの提案と Nav2プラグインの実装公開 Dynamic Window Pure PursuitのNav2 Regulated Pure Pursuit Controllerへの公式統合 2025年9月9日 慶應義塾大学大学院 理工学研究科 髙橋正樹研究室 〇大西 史弥、髙橋 正樹 2026/8/5

目次 3 ◼ Nav2公式のDynamic Window Pure Pursuit ➢ Nav2 Regulated Pure Pursuit Controller Pluginとは ➢ Regulated Pure Pursuit Controller Pluginで使用可能な手法 ➢ 手法選択の指針 ◼ Nav2への貢献 ➢ Nav2貢献の流れ ➢ 貢献してよかった点 ◼ まとめ Dynamic Window Pure PursuitのNav2 Regulated Pure Pursuit Controllerへの公式統合 2026/8/5

Nav2 Regulated Pure Pursuit Controller Pluginとは 4 ◼ Nav2とは ➢ ROS 2上で動作する自律移動フレームワーク − Planner Server：大域的経路計画 − Controller Server：局所的経路計画・追従制御 (v, ω) ゴール スタート 大域的経路計画 局所的経路計画・ 追従制御 ◼ Regulated Pure Pursuit Controller Pluginとは ➢ 経路追従に特化（障害物回避は無し） Nav2の構造[3] 名前 ベースのアルゴリズム 機能 DWB Dynamic Window Approach 経路追従+障害物回避 MPPI Model Predictive Path Integral 経路追従+障害物回避 Regulated Pure Pursuit Pure Pursuit 経路追従のみ Nav2本体に含まれる主なController Plugin 本発表で着目 [3] S. Macenski, F. Martín, R. White, J. Clavero. The Marathon 2: A Navigation System. IEEE IROS, 2020. Dynamic Window Pure PursuitのNav2 Regulated Pure Pursuit Controllerへの公式統合 2026/8/5

Regulated Pure Pursuit Controller Pluginで使用可能な手法一覧 手法 概要 Pure Pursuit (PP) [Coulter, 1992] Adaptive Pure Pursuit (APP) [Campbell, 2007] • • 経路上で距離 L だけ前方の点へ 到達する円弧の曲率 κ を算出 ω = κv より速度指令値 (v, ω) を算出 （並進速度 v は最高速度で一定） 経路 円弧 （曲率 κ） v L: 前方注視距離 ω • L を v に比例させる手法 (L = lv) • 曲率 κ や障害物までの距離に応じて v を減速させる手法 vreg vmax Dynamic Window Pure Pursuit • (DWPP) [Ohnishi et. al. 2026] (v, ω)を速度・加速度制約で定まる Dynamic Windowの中から選ぶ手法 0 Regulated Pure Pursuit (RPP) [Macenski et. al., 2023] 5 PPの幾何関係 1/Rmin（閾値） κ RPPの曲率-速度関数 ◼ パラメータ設定方法 APP use_velocity_scaled_lookahead_dist: true RPP use_regulated_linear_velocity_scaling: true （曲率に応じた減速） use_cost_regulated_linear_velocity_scaling: true （障害物距離に応じた減速） DWPP use_dynamic_window: true New!!! From ROS 2 Lyrical Dynamic Window Pure PursuitのNav2 Regulated Pure Pursuit Controllerへの公式統合 2026/8/5

手法選択の指針[4] 6 目的 有用な手法 特徴 経路追従精度を優先 DWPP 速度・加速度制約を満たす範囲で最大限減速 移動時間を優先 APP 減速なし 精度と時間のバランスを 手動調整 RPP 減速の程度をパラメータにより調整可能 速度指令値 減速なし DWPP： アンダーシュート低減 PP Start APP, RPP, DWPP： オーバーシュート低減 Goal APP 手動調整可（Rmin） RPP 実現値 最大限減速 速度プロファイル DWPP [4] 大西史弥，髙橋正樹，“Dynamic Window Pure PursuitのNav2統合とPure Pursuit系手法の比較”，ロボティクス・メカトロニクス講演会 (ROBOMECH)，2026. Dynamic Window Pure PursuitのNav2 Regulated Pure Pursuit Controllerへの公式統合 2026/8/5

目次 7 ◼ Nav2公式のDynamic Window Pure Pursuit ➢ Nav2 Regulated Pure Pursuit Controller Pluginとは ➢ Regulated Pure Pursuit Controller Pluginで使用可能な手法 ➢ 手法選択の指針 ◼ Nav2への貢献 ➢ Nav2貢献の流れ ➢ 貢献してよかった点 ◼ まとめ Dynamic Window Pure PursuitのNav2 Regulated Pure Pursuit Controllerへの公式統合 2026/8/5

Nav2貢献の流れ 8 1. Nav2リポジトリ（https://github.com/ros-navigation/navigation2)にIssueを立てる・ 既存Issueに手を挙げる （まずはここから！） DWPPはお声がけ頂いた 最近手を挙げた例 解説記事 (Qiita) 2. 変更が承認されたら実装し，Pull Requestを出す（p.9で補足） 3. メンテナーにコードレビューしていただく 4. マージされて完了！ （p.10で補足） Dynamic Window Pure PursuitのNav2 Regulated Pure Pursuit Controllerへの公式統合 2026/8/5

• https://github.com/ros-navigation/navigation2
• https://qiita.com/Decwest/items/6e05b2f8503fb6d8b817

Pull Requestと実装について 9 ◼ Pull Requestを出す手順 1. Nav2を自分のリポジトリにfork 2. mainブランチから作業ブランチを切る（命名規則なし） 3. 実装 （ROS 2 Rolling環境） 4. pushし，Nav2公式のmainブランチへPRを作成 ◼ 実装について ➢ ROS 2 Rolling環境で開発する − Nav2のmainブランチはRolling環境でソースビルド ➢ 一つのPRで追加する機能は一つ − 機能以外の差分は作らない（メンテナーの負担軽減） − 別の問題は別のIssue/PRで対処 ➢ commitには必ずsigned-offをつける − signed-off＝署名．git commit -sで付与 − DCO (Developer Certificate of Origin) checkにより， 未signed-offコミットが一つでもあるとマージ不可 開発用バージョン ROS 2 Rolling Dynamic Window Pure PursuitのNav2 Regulated Pure Pursuit Controllerへの公式統合 2026/8/5

新機能のupstreamへの反映について 10 ◼ 新バージョンリリース時のRollingの状態が反映 開発者用 Rolling （常に存在） Nav2のmainブランチは ここで開発 一般向け Jazzy (2024) (Ubuntu 24.04) Kilted (2025) (Ubuntu 25.04) Lyrical (2026) (Ubuntu 26.04) ◼ Backport ➢ 変更を過去のバージョンにも反映させる処理 ➢ 既存のAPIやパラメータ名の変更を含まない際は，実施される場合あり Dynamic Window Pure PursuitのNav2 Regulated Pure Pursuit Controllerへの公式統合 2026/8/5

貢献してよかった点 11 ◼ 自分のコードがNav2公式に入る←嬉しい ➢ 世界中の開発者やロボットに使っていただける 想定外の困りごとや新たな問題設定に出会える ◼ 自分や手法のプレゼンス向上 ➢ LinkedInのフォロワー数が激増 ➢ 論文の閲覧数が増加 ◼ 共同研究・開発がしやすい ➢ Nav2は世界中で使用されている 他の組織にスムーズに自分の手法を導入可能 Dynamic Window Pure PursuitのNav2 Regulated Pure Pursuit Controllerへの公式統合 2026/8/5

まとめ 12 ◼ Nav2公式のDynamic Window Pure Pursuit ➢ Nav2 Regulated Pure Pursuit Controller Pluginの一手法として使用可能 ➢ 手法選択の指針 目的 有用な手法 特徴 経路追従精度を優先 DWPP 速度・加速度制約を満たす範囲で最大限減速 移動時間を優先 APP 減速なし 精度と時間のバランスを 手動調整 RPP 減速の程度をパラメータにより調整可能 ◼ Nav2への貢献 ➢ まずはIssueを立てる・手を挙げるところから！ Nav2 RPP Plugin Configuration Guide Dynamic Window Pure PursuitのNav2 Regulated Pure Pursuit Controllerへの公式統合 Nav2貢献 解説記事 (Qiita) 2026/8/5

• https://qiita.com/Decwest/items/6e05b2f8503fb6d8b817
• https://docs.nav2.org/configuration/packages/configuring-regulated-pp.html