01
课程导论与硬件选型
激光雷达避障概述 · 单线/多线选型对比 · Pixhawk/APM选型建议
硬件选型
02
ROS环境搭建
Ubuntu系统安装 · ROS Noetic配置 · 工作空间创建与编译
ROS环境
03
激光雷达驱动与数据读取
安装rplidar/velodyne驱动 · 启动节点 · rviz可视化点云
驱动点云
04
点云预处理基础
直通滤波 · 体素滤波 · StatisticalOutlierRemoval离群点去除
滤波PCL
05
点云分割与聚类
欧几里得聚类 · 区域生长分割 · 基于PCL障碍物提取
分割聚类
06
障碍物检测与包围盒生成
凸包计算 · 最小外接矩形/圆形包围盒
检测几何
07
坐标系与坐标变换
机体坐标系 · 世界坐标系 · TF树理解与发布
TF坐标
08
激光雷达与IMU融合
IMU数据读取 · 姿态解算 · 点云畸变校正
IMU融合
09
2D障碍物地图构建
基于激光雷达的2D栅格地图 · gmapping/cartographer
2DSLAM
10
3D障碍物地图构建
3D点云地图构建 · LOAM / Lego-LOAM
3DSLAM
11
避障策略基础
全局/局部路径规划 · VFH / DWA / TEB简介
规划策略
12
VFH算法实战
向量场直方图原理 · ROS实现与参数调优
VFH避障
13
DWA算法实战
动态窗口法原理 · ROS实现与参数调优
DWA局部
14
TEB算法实战
时间弹性带原理 · ROS实现与参数调优
TEB优化
15
基于深度学习的避障
YOLO+点云融合 · 端到端避障网络简介
深度学习YOLO
16
无人机状态估计
EKF/UKF融合GPS、IMU、激光雷达里程计
EKF状态估计
17
MAVROS通信协议
MAVROS安装配置 · 状态订阅与控制指令发布
MAVROS通信
18
无人机仿真环境搭建
Gazebo仿真 · PX4 SITL · 激光雷达模型加载
仿真Gazebo
19
仿真环境下的避障测试
搭建障碍物场景 · 运行避障算法 · 结果分析
仿真测试
20
实飞前的安全检查
GPS搜星 · 罗盘校准 · 激光雷达安装校准 · 安全开关
安全校准
21
实飞避障流程
起飞、悬停、避障飞行、降落全流程代码实现
实飞流程
22
避障性能评估指标
碰撞率 · 路径长度 · 飞行时间 · 计算延迟
评估指标
23
多传感器融合避障
激光雷达+视觉相机+超声波融合方案
融合多传感器
24
动态障碍物跟踪
卡尔曼滤波 · 障碍物速度估计与轨迹预测
跟踪卡尔曼
25
复杂环境避障
狭窄通道 · 密集丛林 · 室内走廊场景策略
复杂环境策略
26
避障系统实时性优化
点云降采样 · 算法加速 · 多线程编程
优化实时
27
故障诊断与应急处理
激光雷达数据丢失 · GPS丢失 · 避障失效应急逻辑
故障应急
28
项目实战：自主巡检避障系统
需求分析 · 系统设计 · 代码实现 · 测试报告
项目巡检
29
项目实战：物流配送避障系统
需求分析 · 系统设计 · 代码实现 · 测试报告
项目物流
30
课程总结与未来展望
技术发展趋势 · 3D固态激光雷达 · 事件相机融合
总结展望