导航栈

导航栈是一整套软件，它把像“去厨房”这样一句简单的指令，转化为移动机器人真正到达那里所需的、源源不断的转向和速度指令流。之所以叫“栈”，是因为它像一座由相互协作的层叠搭起来的塔，每一层负责一件事，并把结果向上或向下传给下一层，就像餐厅里一份点单从顾客传到服务员、再传到后厨、最后传到厨师那样。没有任何单独一块能包办一切；导航之所以能成立，正是因为所有这些层被接在一起，连成了一条流水线。

大致从下往上看，导航栈会读入空间的地图，以及对机器人此刻在地图上位置的持续估计（定位）。它会构建一张代价地图，标出哪里行驶安全、哪里有风险。接着，全局规划器在整张地图上勾画出一条从机器人到目标的粗略路线，而局部规划器则反复地把眼前精细的转向补充进来——精确地决定接下来一两秒内如何拐弯、减速、躲避——并对全局方案预先不知道的情况做出反应，比如有人横穿路径。最终输出是一串发送给轮子的速度指令，整个循环每秒会重复许多次，好让机器人随着世界的变化不断修正。

把导航当作一套可复用的“栈”来对待之所以强大，是因为只要把其中个别的层换进换出，同一套总体结构就能驱动差别很大的机器人——家用扫地机、仓库料车、人行道送货车。一个著名的例子是 ROS（机器人操作系统，一套被广泛共享的开源工具集）中的导航系统：各团队会按需搭配不同的规划器、为自己的机器调校代价地图，而不必从零重写整套导航。