01
课程导论
无人车路径跟踪与避障概述 · 算法体系全景图 · 课程目标与学习路径
概览入门
02
坐标系与坐标变换
全局坐标系 · 局部坐标系 · 车辆坐标系 · 坐标变换矩阵 · 齐次坐标
数学基础坐标
03
车辆运动学模型
自行车模型 · 阿克曼转向模型 · 运动学微分方程 · 模型离散化
运动学建模
04
路径表示方法
路径点序列 · 多项式曲线 · 样条曲线 · 贝塞尔曲线 · 路径平滑度评价
曲线平滑
05
路径跟踪基础
路径跟踪问题定义 · 横向控制与纵向控制 · 预瞄距离概念
基础控制
06
纯跟踪算法
几何原理 · 前视距离选择 · 算法实现 · 仿真验证
几何经典
07
Stanley算法
横向误差反馈 · 航向误差反馈 · 算法推导 · 参数调优
反馈斯坦利
08
LQR路径跟踪
线性二次型调节器原理 · 状态空间建模 · LQR控制器设计 · 权重矩阵调参
最优控制LQR
09
MPC路径跟踪
模型预测控制原理 · 预测时域与控制时域 · 约束处理 · MPC实现
MPC预测
10
PID纵向控制
速度PID控制 · 加速度PID控制 · 积分限幅 · 抗积分饱和
PID纵向
11
路径跟踪综合实践
横向+纵向联合控制 · 实车测试要点 · 常见问题排查
综合实践
12
避障算法概述
避障问题分类 · 静态避障与动态避障 · 反应式与规划式避障
避障分类
13
障碍物感知基础
传感器简介（激光雷达、摄像头、毫米波雷达）· 障碍物检测与跟踪
感知传感器
14
障碍物表示方法
边界框 · 多边形 · 占据栅格 · 速度与意图估计
表示栅格
15
势场法避障
人工势场法原理 · 引力场与斥力场 · 局部极小值问题 · 改进势场法
势场经典
16
动态窗口法
速度空间搜索 · 评价函数设计 · 轨迹预测 · DWA实现
DWA动态
17
时间弹性带算法
TEB原理 · 轨迹优化 · 避障约束 · TEB参数配置
TEB弹性带
18
RRT路径规划
快速随机搜索树原理 · RRT与RRT* · 碰撞检测 · 路径平滑
RRT随机
19
A*路径规划
A*算法原理 · 启发函数设计 · 栅格地图 · A*与Dijkstra对比
A*启发式
20
Hybrid A*
状态格搜索 · Reeds-Shepp曲线 · 非完整约束 · Hybrid A*实现
Hybrid状态格
21
全局与局部路径规划
规划层级划分 · 全局规划器与局部规划器协作 · 路径重规划
规划协作
22
行为决策层
有限状态机 · 行为树 · 决策逻辑设计 · 典型驾驶行为
决策行为
23
运动预测
匀速模型 · 卡尔曼滤波 · 交互多模型 · 轨迹预测
预测滤波
24
多障碍物场景避障
障碍物优先级 · 协同避障 · 安全距离模型
多障碍协同
25
避障算法综合实践
仿真环境搭建 · 算法集成 · 性能评估
实践集成
26
ROS基础与无人车仿真
ROS核心概念 · 话题与服务 · Gazebo仿真 · Rviz可视化
ROS仿真
27
Autoware与Apollo框架
开源框架介绍 · 模块架构 · 配置与使用
框架Autoware
28
算法评估与调试
评价指标（跟踪误差、计算耗时、成功率）· 调试工具 · 数据记录与回放
评估调试
29
实车部署与测试
硬件平台搭建 · 软件移植 · 标定与测试 · 安全策略
实车部署
30
课程总结与展望
核心技术回顾 · 前沿趋势（端到端、强化学习）· 学习资源推荐
总结前沿