01
编队飞行概述
概念、发展历程、应用场景（军事/民用）、核心挑战与关键技术
概念应用
02
坐标系与运动学
地球/机体坐标系、欧拉角与四元数、运动学模型、相对运动学
坐标系运动学
03
编队通信架构
集中/分布/分层式架构、MAVLink/ROS2、延迟与丢包处理
通信架构
04
编队队形设计
V形/楔形/环形/直线、参数化表示、变换策略、约束条件
队形设计
05
领航-跟随法
领航者轨迹规划、跟随者控制律、误差补偿、仿真与实飞
领航跟随
06
虚拟结构法
虚拟刚体、中心点生成、位置分配、结构保持、鲁棒性
虚拟结构鲁棒
07
行为法
基本行为定义、融合机制、优先级仲裁、应用实例
行为融合
08
一致性理论
图论基础、一阶/二阶一致性、控制器设计、稳定性证明
一致性图论
09
编队控制算法（PID）
PID原理、编队PID设计、参数整定、抗饱和与积分限幅
PID控制
10
编队控制算法（MPC）
模型预测控制、编队MPC建模、约束处理、滚动优化
MPC优化
11
编队控制算法（滑模控制）
滑模面设计、趋近律、抖振抑制、仿真
滑模鲁棒
12
编队控制算法（自适应控制）
参数不确定性、自适应律、Lyapunov分析、仿真验证
自适应稳定性
13
编队避障规划
全局路径(A*/RRT*)、局部避障(势场/VFH)、动态障碍物
避障规划
14
编队重构与容错
故障检测、重构策略(降级/重组)、通信中断、安全降落
容错重构
15
编队任务分配
任务分解、匈牙利算法、市场机制、CBBA、动态重分配
分配优化
16
编队能源管理
电池模型、能耗均衡、充电调度、太阳能辅助
能源续航
17
编队仿真环境搭建
Gazebo+ROS2、多无人机模型、传感器仿真、场景设计
仿真ROS2
18
编队仿真实验
队形保持/变换、避障、通信延迟仿真、性能评估
实验评估
19
PX4飞控与编队
PX4架构、多机参数、Offboard模式、编队控制节点
PX4飞控
20
ArduPilot与编队
ArduPilot架构、多机协同、跟随模式、脚本化控制
ArduPilot协同
21
编队实飞硬件平台
机架F450/S500、飞控Pixhawk/Cube、GPS/RTK、机载计算机
硬件平台
22
编队实飞软件架构
ROS2节点图、编队控制/通信/状态估计/日志节点
软件架构
23
编队实飞实验流程
飞行前检查、起飞/队形建立/变换、降落、应急处理
流程实飞
24
编队状态估计
GPS/RTK融合、视觉SLAM、UWB定位、卡尔曼滤波、相对定位
估计融合
25
编队协同感知
分布式感知、信息融合、协同目标检测与跟踪、感知-控制闭环
感知协同
26
编队人机交互
地面站界面、状态可视化、指令下发、紧急干预、数据回放
交互地面站
27
编队安全与法规
空域管理、UTM、地理围栏、失效保护、合规飞行
安全法规
28
编队性能评估
误差指标、队形保持精度、通信开销、鲁棒性测试、基准测试
评估指标
29
编队前沿技术
深度强化学习、事件触发控制、5G/6G通信、蜂群智能、人机协同
前沿AI
30
综合项目实战
需求分析、系统设计、仿真验证、实飞测试、结果分析与报告
项目实战