01
飞控算法仿真概述
什么是飞控仿真、为什么需要仿真、仿真在开发流程中的位置。
概念基础
02
仿真环境选型
常见仿真工具对比（Gazebo、AirSim、FlightGear、PX4 SITL）、选型依据。
工具对比
03
基础环境搭建
Ubuntu系统安装与配置、ROS/ROS2安装、依赖库安装。
环境Ubuntu
04
PX4固件编译
源码下载、编译环境配置、make命令详解、常见编译错误解决。
PX4编译
05
Gazebo仿真器入门
Gazebo安装、世界文件（.world）介绍、模型加载、传感器仿真。
Gazebo仿真
06
PX4 SITL仿真模式
SITL原理、启动流程、与Gazebo的通信机制、仿真时间同步。
SITL通信
07
MAVROS/MAVSDK通信
MAVLink协议简介、MAVROS节点配置、话题与服务调用、数据流监控。
MAVLinkROS
08
多旋翼动力学模型
坐标系定义、运动方程、推力与力矩模型、空气阻力模型。
动力学建模
09
姿态控制算法仿真
角度环与角速度环、PID参数整定、仿真中调参技巧。
姿态PID
10
位置控制算法仿真
位置环与速度环、轨迹跟踪、悬停精度测试。
位置控制轨迹
11
状态估计仿真
EKF原理、IMU+GPS融合、视觉/激光里程计接入、仿真数据注入。
EKF融合
12
传感器仿真配置
IMU仿真参数、GPS噪声模型、气压计与磁力计仿真、相机与激光雷达。
传感器噪声
13
仿真场景构建
自定义世界文件、障碍物设置、动态目标、光照与天气模拟。
场景自定义
14
脚本化自动化测试
Python脚本控制仿真启停、批量参数扫描、结果自动记录。
自动化Python
15
日志分析与可视化
ULog文件解析、FlightPlot使用、MATLAB/Python数据分析。
日志可视化
16
硬件在环（HIL）仿真
HIL与SITL区别、硬件接口配置、实时性要求。
HIL硬件
17
故障注入与鲁棒性测试
传感器故障模拟、执行器失效、GPS丢失场景。
故障鲁棒性
18
多机协同仿真
多无人机仿真架构、分布式通信、碰撞避免算法验证。
多机协同
19
固定翼与VTOL仿真
固定翼动力学模型、VTOL过渡过程仿真、混控器配置。
固定翼VTOL
20
仿真性能优化
多线程与GPU加速、模型简化技巧、实时性调优。
性能优化
21
基于Reinforcement Learning的仿真
RL环境搭建、奖励函数设计、策略部署。
强化学习RL
22
仿真与实飞一致性分析
模型误差来源、参数辨识、仿真可信度评估。
一致性可信度
23
CI/CD集成仿真测试
GitLab CI配置、自动化仿真回归测试、报告生成。
CI/CD自动化
24
容器化仿真环境
Docker镜像构建、ROS容器化、跨平台部署。
Docker容器
25
仿真数据回放与重演
ROS Bag录制与回放、场景复现、问题定位。
回放Bag
26
高级可视化工具
Rviz3D可视化、PlotJuggler实时曲线、Web端监控。
可视化Rviz
27
自定义控制器仿真
从零编写姿态控制器、SITL中替换默认控制器、验证流程。
控制器自定义
28
仿真中的参数调优
自动调参工具、贝叶斯优化、遗传算法应用。
调优贝叶斯
29
仿真标准测试用例
悬停测试、航线飞行、抗风测试、故障恢复测试。
测试标准
30
综合项目实战
从需求分析到仿真验证全流程、项目文档撰写、成果展示。
实战项目