复杂场景路径规划 · 课程目录

01

路径规划概述

什么是路径规划 · 仓储物流/自动驾驶/服务机器人 · 课程框架

02

环境建模基础

栅格地图 · 几何地图 · 拓扑地图 · 构建与适用场景对比

03

算法原理 · 伪代码 · Python实现 · 优缺点分析

04

启发式函数 · 算法流程 · 与Dijkstra对比 · 工程优化

05

JPS跳点搜索

跳点原理 · 规则定义 · 代码实现 · 游戏AI应用

06

动态环境增量搜索 · 算法推导 · 未知环境探索

07

动态窗口法(DWA)

速度空间采样 · 轨迹评价 · 参数调优经验

08

时间弹性带(TEB)

轨迹优化模型 · 约束处理 · 与DWA对比

09

模型预测控制(MPC)

MPC原理 · 路径跟踪 · 实时性优化

10

快速随机扩展树 · 概率完备性 · 基础实现与可视化

11

渐进最优性 · 重连机制 · 收敛速度优化

12

椭圆采样区域 · 聚焦搜索 · 高维空间应用

13

路径平滑与优化

B样条 · 贝塞尔曲线 · 最小snap轨迹生成

14

势场法原理 · 局部极小值 · 改进调和势场法

15

多机器人路径规划

冲突检测 · 优先级规划 · 协同A*算法

16

动态障碍物预测

恒定速度模型 · 社会力模型 · 基于学习轨迹预测

17

运动学约束

阿克曼模型 · 差速模型 · 非完整约束处理

18

高精度地图与定位

激光SLAM · 视觉SLAM · 语义地图在规划中的作用

19

ROS导航栈实战

move_base框架 · costmap配置 · 全局/局部规划器集成

20

代价函数设计

距离·时间·能量·安全代价 · 加权融合

21

强化学习路径规划

Q-Learning · DQN · PPO在导航中的应用

22

模仿学习路径规划

行为克隆 · GAIL · 从专家演示中学习

23

不确定性处理

POMDP框架 · 信念状态 · 蒙特卡洛方法

24

大规模分层规划

车道级规划 · 行为规划 · 运动规划三层架构

25

性能评估指标

路径长度 · 计算时间 · 成功率 · 平滑度 · 鲁棒性

26

开源规划库解析

OMPL · SBPL · MoveIt! 核心模块与使用技巧

27

并行计算加速

GPU加速 · 多线程采样 · 实时性提升策略

28

特殊场景规划

狭窄通道 · 动态密集人群 · 非结构化地形

29

系统集成案例

从传感器数据到控制指令的完整流水线

30

总结与前沿展望

学习路线 · 论文推荐 · 具身智能 · 端到端规划