高精度轨迹平滑与能耗优化秘籍

📚 共计 30 章节

轨迹平滑基础

为什么需要轨迹平滑？数学本质与工程意义

基础核心概念

运动学约束

速度、加速度、加加速度 (Jerk) 物理与数学表达

运动学约束

梯形速度规划

原理、实现、优缺点分析

速度规划梯形

S形速度规划

原理、七段式S曲线、实现方法

多项式插值

三次/五次/七次多项式轨迹规划

插值多项式

均匀B样条、准均匀B样条、轨迹平滑应用

贝塞尔曲线

贝塞尔原理、高阶贝塞尔、使用技巧

贝塞尔平滑

最小加加速度轨迹

Optimal Jerk轨迹、数学推导与工程实现

时间最优轨迹规划

基于凸优化的时间最优轨迹生成

时间最优凸优化

能量模型建立

机器人/无人机能耗模型、电机能耗模型

能耗优化目标函数

最小化能量、时间、多目标权衡

目标函数权衡

梯度下降法

原理、轨迹优化应用、收敛性分析

梯度下降优化

牛顿法与拟牛顿法

原理、BFGS算法、轨迹优化实例

序列二次规划 (SQP)

原理、约束处理、轨迹优化应用

原理、障碍函数、大规模轨迹优化

内点法大规模

原理、离散化、在轨迹优化中的应用

动态规划离散

模型预测控制 (MPC)

线性MPC、非线性MPC、轨迹跟踪

MPC预测控制

强化学习基础

马尔可夫决策过程、Q学习、策略梯度

强化学习MDP

深度强化学习

DQN、DDPG、PPO在轨迹优化中的应用

深度强化学习PPO

多目标优化

帕累托前沿、加权法、约束法、NSGA-II

多目标帕累托

等式/不等式约束、软约束与硬约束

约束软约束

鲁棒轨迹优化

不确定性建模、鲁棒优化方法

鲁棒不确定性

实时轨迹重规划

局部规划、全局规划、混合策略

实时重规划

多机器人协同

避碰约束、协同轨迹优化、分布式优化

多机器人协同

硬件在环仿真 (HIL)

HIL原理、实时性要求、测试验证

传感器融合

IMU、里程计、GPS、视觉融合对轨迹的影响

传感器融合

实际案例：AGV小车

AGV轨迹平滑与能耗优化

实际案例：无人机航迹

无人机航迹规划与能耗优化

无人机航迹

实际案例：机械臂

机械臂轨迹平滑与能耗优化

机械臂案例

学习型轨迹规划、端到端生成、未来展望