轨迹规划系统化学习路线图

📚 共计 30 章节

轨迹规划概述

什么是轨迹规划 · 机器人系统地位 · 与路径规划区别 · 机械臂/移动机器人/自动驾驶场景

数学基础（上）

向量与矩阵 · 坐标变换与齐次矩阵 · 旋转矩阵/欧拉角 · 四元数

数学基础（下）

样条曲线(B样条/贝塞尔) · 多项式插值拟合 · 凸优化与非线性优化

运动学基础

正/逆运动学 · 雅可比矩阵与奇异性 · 速度加速度 · 时间最优参数化

运动学雅可比

C++与Python编程实践

Eigen库 · ROS Trajectory Msgs · NumPy/SciPy · CoppeliaSim/Gazebo

关节空间轨迹规划

梯形/S形速度规划 · 3/5/7次多项式 · 带中间点轨迹

笛卡尔空间轨迹规划

直线/圆弧/样条曲线 · 姿态插值(Slerp)

笛卡尔插值

时间最优轨迹规划

运动学约束 · TOPP算法 · 数值积分 · 凸优化法

时间最优TOPP

避障轨迹规划

C-Space · 人工势场 · RRT/RRT* · PRM

优化-based轨迹规划

最小加加速度 · Minimum Snap · QP · 软/硬约束

模型预测控制(MPC)

MPC原理 · 线性/非线性MPC · 轨迹跟踪 · 融合规划

移动机器人轨迹规划

差速/阿克曼 · DWA · TEB · 全局与局部融合

移动机器人DWA

机械臂轨迹规划

关节vs笛卡尔 · 奇异点规避 · 动力学约束 · 拖动示教

机械臂奇异点

自动驾驶轨迹规划

Frenet坐标系 · Lattice Planner · EM Planner · 决策耦合

自动驾驶Lattice

无人机轨迹规划

微分平坦 · Minimum Snap · 动力学约束 · 实时重规划

无人机平坦

多机器人协同轨迹规划

集中/分布式 · 冲突消解 · 速度障碍法 · 一致性协议

基于学习的轨迹规划（上）

行为克隆 · 强化学习(PPO/SAC) · 奖励函数设计

基于学习的轨迹规划（下）

深度RL+MPC · 扩散策略 · 端到端轨迹

生成式端到端

数值优化进阶

NLP求解器(Ipopt/SNOPT) · SQP · 自动微分/CasADi

轨迹规划中的约束处理

运动学/动力学/执行器约束 · CBF · 避障约束

轨迹平滑与后处理

光顺 · 时间重参数化 · 压缩简化 · B样条拟合

平滑后处理

实时轨迹规划系统设计

规划频率/延迟 · 缓存复用 · 渐进式 · 故障安全

轨迹规划中的感知融合

动态障碍物预测 · 不确定性建模 · 概率规划 · 部分可观测

感知不确定性

轨迹评估与度量

平滑度/能量/时间/安全性/鲁棒性度量

工业应用：焊接/喷涂/装配

焊接 · 喷涂 · 装配 · 物流分拣轨迹规划

服务机器人轨迹规划

人机协作 · 社交距离 · 自然运动 · 情感表达

医疗机器人轨迹规划

手术/康复机器人 · 穿刺路径 · 力控轨迹

轨迹规划工具与库

OMPL · MoveIt · TrajOpt · CHOMP

轨迹规划前沿话题

DDP · iLQR · 随机微分方程 · 拓扑规划

综合项目实战

从零搭建完整轨迹规划系统 · 需求/算法/集成/仿真/部署