01
路径跟踪概述
什么是路径跟踪 · 与轨迹跟踪的区别 · AGV/自动驾驶/机器人应用 · 课程架构
概念导学
02
基础数学预备知识
坐标系变换 · 向量矩阵 · 刚体运动 · 四元数与欧拉角
数学坐标
03
车辆运动学模型
自行车模型 · 阿克曼转向 · 差速驱动 · 离散化方法
运动学建模
04
路径表示方法
路径点序列 · 三次样条/贝塞尔 · 参数化 · 平滑插值
曲线插值
05
Pure Pursuit 纯追踪
几何推导 · 前视距离策略 · 代码调参 · 优缺点
几何经典
06
Stanley 斯坦利算法
原理推导 · 横向/航向误差 · 代码对比 · Pure Pursuit对比
非线性控制
07
模型预测控制(MPC)基础
基本原理 · 预测模型 · 滚动优化 · 反馈校正
MPC优化
08
线性MPC路径跟踪
线性化模型 · 目标函数/约束 · QP求解 · 代码框架
线性MPCQP
09
非线性MPC路径跟踪
NMPC构建 · SQP/内点法 · 实时性优化
NMPC实时
10
PID控制在路径跟踪中的应用
PID原理 · 横向/航向误差PID · 参数整定
PID经典
11
LQR路径跟踪
LQR原理 · 控制器设计 · 与MPC对比
LQR最优
12
路径跟踪中的状态估计
KF/EKF/UKF · 状态估计作用
滤波估计
13
传感器融合与定位
GPS/IMU融合 · 轮式里程计 · 激光/视觉SLAM
融合定位
14
控制延迟补偿
延迟来源 · Smith预估 · 前馈补偿 · 工程技巧
延迟补偿
15
鲁棒性设计
参数不确定性 · 扰动抑制 · 自适应 · 鲁棒MPC
鲁棒自适应
16
路径规划与跟踪协同
全局A*/Dijkstra · 局部DWA/TEB · 接口设计
规划协同
17
仿真环境搭建
Python/Matlab · Carla/AirSim · ROS+Gazebo · 实车差异
仿真ROS
18
代码工程化实践(一)
项目结构 · YAML/JSON配置 · 日志 · 参数调试
工程配置
19
代码工程化实践(二)
单元/集成测试 · CI流程 · 代码规范 · 版本控制
测试CI
20
实时系统与嵌入式部署
RTOS基础 · 嵌入式移植 · 定点化/查表 · HIL测试
嵌入式实时
21
AGV路径跟踪实战
AGV运动学 · 常用算法 · 后退/原地转向 · 案例代码
AGV实战
22
自动驾驶路径跟踪实战
系统架构 · 车道保持LKA · 自动泊车 · 案例代码
自动驾驶LKA
23
机器人路径跟踪实战
差速/全向 · 动态避障融合 · 案例代码
机器人避障
24
路径跟踪性能评价指标
横向/航向误差 · 精度稳定性 · 实时计算开销
指标评价
25
常见问题与调试
振荡/稳态误差 · 急转弯 · 打滑低附着力
调试问题
26
安全设计
功能安全 · FDD · 冗余 · 紧急制动策略
安全冗余
27
多车协同路径跟踪
编队控制 · 领航跟随 · 虚拟结构 · 通信同步
多车编队
28
路径跟踪前沿技术
强化学习 · 端到端 · 数据驱动 · 未来趋势
前沿RL
29
课程项目实战(一)
需求分析 · 系统设计 · 算法选型 · 仿真验证
项目设计
30
课程项目实战(二)
集成测试 · 性能优化 · 文档展示 · 总结展望
集成总结