01
全向轮运动学基础
底盘概述 · 麦克纳姆轮vs全向轮 · 运动学模型推导
运动学底盘
02
速度解算原理
速度分解 · 轮子合成 · 逆/正运动学 · 公式推导
解算数学
03
坐标系与变换
世界/机器人坐标系 · 变换矩阵 · 欧拉角与四元数
坐标旋转
04
编码器与里程计
增量式/绝对式编码器 · 数据采集 · 轮式里程计模型
编码器里程计
05
IMU传感器
加速度计/陀螺仪/磁力计 · 互补滤波数据融合
IMU滤波
06
卡尔曼滤波基础
状态空间 · 预测更新 · 卡尔曼增益 · 一维实现
卡尔曼估计
07
扩展卡尔曼滤波
非线性线性化 · 雅可比矩阵 · EKF定位应用
EKF非线性
08
粒子滤波
蒙特卡洛 · 重要性采样 · 重采样 · 定位实现
粒子滤波定位
09
ROS机器人操作系统
ROS架构 · 话题/服务 · 节点通信 · TF变换
ROS通信
10
ROS导航栈
move_base · 全局/局部规划 · 代价地图
导航规划
11
AMCL定位算法
自适应蒙特卡洛 · 激光雷达+里程计 · 粒子优化
AMCL定位
12
激光雷达SLAM
Gmapping · Hector · Cartographer · 前端后端
SLAM激光
13
视觉SLAM
ORB-SLAM3 · VINS-Mono · 特征提取 · 回环检测
视觉SLAM
14
多传感器融合
松/紧耦合 · 时间同步 · 外参标定 · ESKF
融合标定
15
底盘控制PID
PID原理 · 位置/增量式 · 参数整定 · 串级PID
控制PID
16
运动控制接口
/cmd_vel · 串口/CAN · 电机驱动库
接口通信
17
底盘硬件设计
电机/驱动器选型 · 电源管理 · 结构设计
硬件选型
18
嵌入式开发
STM32 · FreeRTOS · 定时器中断 · PWM生成
嵌入式STM32
19
电机控制算法
FOC · SVPWM · 电流/速度/位置环
FOC电机
20
底盘标定
轮距标定 · 编码器分辨率 · IMU零偏 · 线性度
标定校准
21
轨迹跟踪控制
纯追踪 · Stanley · MPC · LQR
跟踪控制
22
路径规划算法
A* · Dijkstra · RRT · DWA
规划搜索
23
避障与安全
障碍物检测 · 安全距离 · 紧急制动 · 故障诊断
避障安全
24
多机器人协同
编队控制 · 一致性 · 通信协议 · 分布式定位
协同编队
25
仿真环境搭建
Gazebo · Stage · Webots · 仿真vs实车
仿真Gazebo
26
数据记录与分析
rosbag · 数据分析 · 性能评估指标
数据分析
27
实战项目一：遥控运动
搭建全向轮底盘 · 实现遥控运动
实战底盘
28
实战项目二：自主导航
底盘自主导航与避障
实战导航
29
实战项目三：精准定位
多传感器融合精准定位系统
实战融合
30
课程总结与进阶方向
常见问题 · 性能优化 · 前沿技术展望
总结进阶