无人车航点任务与动作序列开发实战

📚 共计 30 章节

课程导论与开发环境搭建

无人车航点任务概述 · ROS2与Python环境配置 · Gazebo + Rviz2仿真

环境ROS2仿真

航点数据结构设计

航点类定义 · Python dataclass建模 · JSON/YAML序列化

数据dataclass序列化

航点任务文件解析

CSV/JSON解析 · pandas读取 · 异常处理与校验

文件pandas校验

基础运动控制接口

/cmd_vel控制 · 前进/后退/旋转 · 速度斜坡平滑启停

运动速度平滑

航点导航核心算法

直线插补路径 · 航向角计算 · 距离/角度阈值判断

算法插补阈值

动作序列定义与执行

动作枚举(MOVE/TURN/WAIT/STOP) · 队列管理 · 条件跳转

动作队列跳转

状态机与任务调度

IDLE/NAVIGATING/EXECUTING_ACTION/COMPLETED/ABORTED · 状态模式

状态机enum调度

多航点任务执行器

航点队列 · 顺序/循环执行 · 进度跟踪与日志

执行器队列日志

传感器数据融合与避障

激光雷达订阅 · 避障逻辑(暂停/绕行) · 动态路径调整

避障激光融合

视觉标签识别与动作触发

OpenCV ArUco检测 · 标签触发动作(拍照/卸货) · 视觉联动

视觉ArUco触发

时间同步与任务调度

ROS2 Time同步 · 定时/延时执行 · 基于时间的序列控制

时间同步定时

任务参数化与配置文件

YAML参数定义 · rqt_reconfigure动态重载 · 多场景切换

参数YAML重载

任务执行日志与可视化

rosbag记录 · Rviz2可视化航点/路径 · 日志回放分析

rosbagRviz2可视化

异常处理与任务恢复

网络/节点崩溃恢复 · 断点续传 · 紧急停止

异常恢复安全

多机器人协同任务

命名空间配置 · 分布式航点分配 · 编队同步

多机协同编队

任务仿真与测试框架

Gazebo场景仿真 · pytest/rostest单元测试 · 传感器注入

仿真测试pytest

航点任务编辑器开发

PyQt5可视化编辑器 · 地图加载标注 · 动作拖拽编排

PyQt5编辑器拖拽

任务性能优化

多线程/异步 · 资源监控 · RT内核与优先级

性能多线程实时

任务安全机制

电子围栏 · 速度/加速度限制 · 紧急制动冗余

安全围栏制动

任务数据持久化

SQLite存储 · 结果分析报表 · CSV/Excel导出

SQLite持久化报表

云端任务管理

MQTT/HTTP通信 · 远程任务下发 · OTA升级

任务脚本化与DSL设计

DSL语言设计 · 脚本解析生成队列 · 动态执行

DSL脚本动态

任务回放与复盘

rosbag回放 · Rviz2复盘 · 性能指标提取

回放复盘指标

任务依赖与条件分支

依赖关系 · if-else条件 · 循环与子任务

依赖分支子任务

任务优先级与抢占

高优先级抢占 · 队列重排序 · 紧急任务插入

优先级抢占紧急

任务执行引擎架构设计

插件化执行器 · 核心架构 · 自定义动作扩展

架构插件扩展

任务与导航栈集成

集成Nav2 · 全局/局部规划联动 · 动态重规划

Nav2规划重规划

任务执行监控Dashboard

Flask+WebSocket监控 · 实时状态告警 · 远程控制

综合实战项目：仓库巡检

需求分析到部署 · 效果评估与优化

实战巡检全流程

课程总结与进阶方向

核心回顾 · 常见问题 · 学习资源与社区

总结进阶资源