01
巡检任务概述
无人机风电巡检行业背景、叶片巡检痛点、路径规划与避障的核心价值。
背景痛点价值
02
坐标系与空间建模
无人机常用坐标系（NED、机体、相机）、叶片三维模型简化、风场环境建模。
NED建模风场
03
路径规划基础
全局路径规划 vs 局部路径规划、路径规划的评价指标（安全、效率、完整性）。
全局/局部评价指标
04
叶片扫描路径设计
叶片几何特征提取、基于叶根到叶尖的扫描路径、多角度覆盖策略。
几何特征多角度
05
A*算法在巡检中的应用
A*算法原理、栅格地图构建、启发式函数设计、针对叶片的优化。
A*栅格启发式
06
RRT算法与快速探索
RRT/RRT*原理、在三维空间中的叶片接近路径生成、碰撞检测优化。
RRT三维碰撞检测
07
Dubins曲线与路径平滑
无人机运动学约束、Dubins曲线生成、路径平滑与插值。
运动学Dubins平滑
08
贝塞尔曲线与轨迹优化
贝塞尔曲线原理、控制点选取、生成平滑避障轨迹。
贝塞尔控制点避障
09
动态避障基础
动态障碍物类型（鸟类、其他无人机）、速度障碍法(VO)原理。
动态障碍VO
10
避障策略
优先级避障、协同避障、基于势场法的紧急避障。
优先级势场法协同
11
传感器融合与感知
激光雷达、视觉相机、超声波在避障中的作用、数据融合策略。
激光雷达视觉融合
12
实时避障系统设计
感知-规划-控制闭环、实时性要求、计算资源分配。
闭环实时资源
13
风场扰动下的路径修正
风速风向模型、扰动补偿策略、自适应路径调整。
风场补偿自适应
14
GPS拒止环境下的导航
视觉SLAM、UWB定位、惯性导航与路径规划结合。
SLAMUWB惯导
15
多无人机协同巡检
任务分配、编队保持、协同路径规划、通信拓扑。
协同编队通信
16
路径规划仿真环境搭建
Gazebo/Unreal Engine仿真、ROS集成、传感器模拟。
GazeboROS仿真
17
路径规划算法评估
仿真测试指标、蒙特卡洛测试、鲁棒性分析。
测试指标蒙特卡洛鲁棒性
18
硬件在环测试
Pixhawk/ArduPilot集成、硬件接口调试、半实物仿真。
PixhawkHIL半实物
19
实地巡检作业流程
起飞前检查、航线上传、应急处理、数据回收。
作业流程应急数据
20
叶片缺陷检测与路径关联
可见光/红外图像采集、缺陷定位、路径重规划。
缺陷检测红外重规划
21
路径规划中的安全约束
禁飞区、电子围栏、电量约束、通信链路保持。
禁飞区电子围栏电量
22
基于深度学习的避障
目标检测网络(YOLO)、语义分割、端到端避障策略。
YOLO语义分割端到端
23
强化学习在路径规划中的应用
DQN/PPO算法、奖励函数设计、训练环境搭建。
DQNPPO奖励
24
路径规划中的优化方法
遗传算法、粒子群优化、多目标优化。
遗传粒子群多目标
25
路径规划标准与法规
民航局法规、ISO标准、行业规范。
法规ISO规范
26
案例研究
海上风机巡检路径规划、山地风机巡检挑战、寒冷环境适应性。
海上山地寒冷
27
路径规划系统架构设计
软件架构、模块划分、接口设计、数据流。
架构模块接口
28
路径规划中的故障处理
传感器故障、通信中断、紧急降落路径生成。
故障通信中断紧急降落
29
未来趋势
5G+无人机巡检、数字孪生、自主巡检集群。
5G数字孪生集群
30
综合项目实战
从需求分析到实地飞行，完整路径规划系统开发。
实战全流程开发