01
航迹规划概述
定义、核心目标（安全·高效·节能）、应用场景：测绘、巡检、物流、农业
概念场景
02
坐标系与空间建模
WGS84、ENU、栅格地图、八叉树、高程DEM
坐标地图
03
环境感知与障碍物建模
激光雷达·视觉·超声波 · 静态/动态障碍 · AABB/OBB/球体碰撞
传感器碰撞
04
路径搜索基础
图论、搜索空间、节点与边、代价函数（距离·时间·能耗）
图论代价
05
经典搜索算法 (上)
Dijkstra、A*、启发式函数（欧氏·曼哈顿）
A*Dijkstra
06
经典搜索算法 (下)
JPS、双向A*、D* Lite 动态环境
JPSD* Lite
07
采样规划算法
RRT · RRT* · Informed RRT* · PRM
RRTPRM
08
智能优化算法
GA、粒子群PSO、蚁群ACO 航迹应用
进化群体
09
轨迹优化与平滑
B样条·贝塞尔·最小Snap·时间重参数化
平滑B样条
10
运动学约束
四旋翼动力学、速度/加速度、转弯半径、爬升/俯冲角
动力学约束
11
多无人机协同规划
任务分配(匈牙利/市场)、协同路径、碰撞避免(速度障碍/优先级)
协同分配
12
动态避障
VO · RVO · ORCA · 模型预测控制MPC避障
避障MPC
13
实时重规划
局部路径、滚动时域、故障检测与应急路径
实时重规划
14
航迹评价指标
路径长度、时间、能耗、安全性、平滑度(曲率/急动度)
评价指标
15
仿真环境搭建
Gazebo+ PX4/ArduPilot · AirSim · Unreal · MATLAB/Simulink
仿真Gazebo
16
算法实现 (Python)
NetworkX A* · OMPL RRT* · CasADi 轨迹优化
PythonOMPL
17
算法实现 (C++)
ROS Nav2 · MoveIt2 · OMPL集成 · 自定义规划器
C++ROS
18
数据预处理
点云滤波(PCL) · 栅格地图 · 高程地图 · 语义地图
PCL预处理
19
传感器融合
KF · EKF · UKF · 粒子滤波PF
滤波融合
20
定位与SLAM
ORB-SLAM3 · Cartographer · VIO 视觉惯性里程计
SLAM定位
21
通信与数据链
MAVLink · RTK · 4G/5G远程控制 · 机载边缘计算
通信MAVLink
22
安全与冗余
地理围栏 · 失效保护 · 降落伞触发 · 双余度IMU
安全冗余
23
法规与标准
CAAC法规 · 空域分类 · 飞行申请 · 保险要求
法规标准
24
行业案例 (测绘)
带状测绘 · 倾斜摄影 · 仿地飞行
测绘案例
25
行业案例 (巡检)
电力线巡检 · 风机叶片 · 桥梁/隧道
巡检案例
26
行业案例 (物流)
城市配送路径 · 起降点选址 · 动态调度
物流配送
27
行业案例 (农业)
植保作业路径 · 变量喷洒 · 多田块衔接
农业植保
28
性能调优
A*权重/RRT步长调参 · GPU加速CUDA · 多线程并行
调优CUDA
29
测试与验证
HIL · SIL · ULog分析 · 故障注入测试
测试验证
30
未来趋势
AI深度强化学习 · 群体智能Swarm · UAM · 数字孪生
前沿趋势