01
麦克纳姆轮概述
历史、结构特点、应用场景
基础概念
02
全向运动基础
全向定义、差速区别、自由度分析
运动学对比
03
轮子坐标系定义
机器人坐标系、安装角度、编号规则
坐标标准
04
单个轮子运动学
辊子速度分解、转速与地面速度、摩擦锥
矢量摩擦
05
底盘运动学正解
底盘速度 → 四轮转速 数学推导
正解矩阵
06
底盘运动学逆解
四轮转速 → 底盘速度 数学推导
逆解核心
07
运动学矩阵推导
雅可比矩阵、求逆、奇异值分析
矩阵奇异
08
平移运动模式
前后/左右平移的轮速分配策略
平移策略
09
旋转运动模式
原地旋转、绕任意点旋转的轮速计算
旋转运动
10
复合运动模式
平移+旋转叠加原理、速度合成方法
复合叠加
11
速度分解实例
给定(Vx,Vy,Wz)计算各轮转速
实例计算
12
轮速限幅与饱和
电机最大转速限制、速度缩放、防饱和
限幅保护
13
加速度限制
平滑启停、S型曲线、加速度前馈
平滑前馈
14
坐标系变换
全局/局部坐标转换、里程计更新
变换里程计
15
里程计模型
轮速位姿估计、累积误差、卡尔曼滤波
估计滤波
16
PID速度控制
轮速闭环、参数整定、前馈补偿
控制PID
17
电机驱动接口
PWM控制、CAN总线、编码器读取
硬件通信
18
ROS集成
ROS节点、/cmd_vel订阅、/odom发布
ROS集成
19
仿真环境搭建
Gazebo模型、物理参数、传感器模拟
仿真Gazebo
20
运动控制调试
rqt调试、数据录制回放、性能分析
调试工具
21
常见问题与避坑
打滑检测、轮子悬空、地面不平补偿
实战避坑
22
高级运动规划
轨迹跟踪、纯追踪、MPC控制简介
规划MPC
23
多机器人协同
编队控制、避障、通信延迟处理
协同编队
24
硬件选型指南
电机、驱动器、轮子材质选择
选型硬件
25
机械结构设计
底盘布局、悬挂系统、重心优化
机械设计
26
嵌入式实现
STM32框架、中断服务、实时性优化
嵌入式STM32
27
性能测试方法
直线度、旋转精度、负载能力测试
测试指标
28
安全机制设计
急停逻辑、限位保护、故障诊断
安全保护
29
实战项目一
搭建全向移动机器人底盘
实战底盘
30
实战项目二
基于视觉的自动跟随功能
视觉跟随