轨迹规划算法实战解析

📚 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 · 机械臂/AGV/无人机场景

运动学基础

刚体位姿 · 齐次变换 · 正逆运动学

路径规划 vs 轨迹规划

几何路径 vs 时间+速度 · 路径点与轨迹点

关节空间 vs 笛卡尔空间

优缺点对比 · 选型策略

梯形速度规划

T型曲线 · 加速-匀速-减速 · 代码实现

S型速度规划

S曲线原理 · 加加速度约束 · 七段式对比

多项式轨迹规划

三次/五次多项式 · 高阶插值优缺点

B样条曲线轨迹规划

B样条基础 · 均匀/非均匀 · 平滑性分析

贝塞尔曲线轨迹规划

贝塞尔定义 · 德卡斯特里奥 · 路径平滑

最小加加速度轨迹

jerk约束 · 数学推导 · 视觉伺服应用

时间最优轨迹规划

速度/加速度约束 · 数值优化方法

路径约束下的轨迹规划

路径参数化 · 路径-时间解耦 · DWA简介

避障轨迹规划

人工势场法 · RRT · RRT*

A*算法在轨迹规划中的应用

A*原理 · 启发函数 · 栅格地图搜索

启发式经典

Dijkstra与A*对比

算法原理 · 适用场景 · 效率对比

图搜索分析

状态栅格规划

State Lattice · 运动基元 · 自动驾驶

模型预测控制(MPC)

MPC原理 · 轨迹跟踪与规划统一

Reeds-Shepp曲线

非完整约束 · 最短路径组合 · 泊车

与Reeds-Shepp对比 · 只前进 · 无人机

A* + Reeds-Shepp/Dubins · 复杂环境

凸优化 · QP平滑 · 软/硬约束

基于优化的轨迹规划

非线性优化 · SQP · 机械臂应用

数值机械臂

轨迹跟踪控制

前馈+反馈 · PID · Pure Pursuit

Stanley控制法

横向误差 · 前轮转角 · 自动驾驶

LQR轨迹跟踪

线性二次型 · 状态反馈 · 与PID对比

多机器人协同轨迹规划

协同避碰 · 一致性 · 编队控制

动态环境轨迹重规划

局部+全局 · 滚动时域优化

动态重规划

轨迹规划数值稳定性

奇异性 · 积分误差 · 滤波器平滑

轨迹规划评估指标

平滑性 · 时间/能量最优 · 安全性

综合实战：ROS机械臂系统

从理论到代码 · ROS搭建 · 完整流程