多传感器融合路径规划概述、应用场景(自动驾驶、AGV、无人机)、课程大纲与学习路径、所需数学基础(线性代数、概率论)与编程环境(ROS2 + Python)搭建。
激光雷达(LiDAR)工作原理、点云数据格式、主要特性(精度、视野、更新率);惯性测量单元(IMU)工作原理、三轴加速度与角速度、零偏与噪声特性。
轮式里程计(Wheel Odometry)模型、编码器数据与航迹推算;全球导航卫星系统(GNSS)原理、RTK定位精度、常见误差源;相机视觉传感器简介与图像数据特点。
常用坐标系(世界系、车体系、传感器系、相机系);欧拉角、旋转矩阵、四元数;使用TF库进行坐标变换管理(ROS2 TF2实战)。
LiDAR与IMU联合标定原理;标定板设计与数据采集;使用开源工具(如lidar_imu_calib)进行标定实战。
Camera与LiDAR联合标定;Camera与IMU联合标定(VIO标定);标定结果验证与精度评估。
多传感器时间戳对齐原理(硬件同步 vs 软件同步);使用message_filters进行时间同步;点云滤波(体素滤波、直通滤波、统计滤波);IMU数据预处理(去零偏、积分)。
贝叶斯滤波与递归估计;卡尔曼滤波(KF)推导与一维示例;扩展卡尔曼滤波(EKF)原理与线性化。
基于EKF的LiDAR+IMU融合定位;状态向量设计、预测模型与观测模型;代码实现与仿真分析。
基于误差状态卡尔曼滤波(ESKF)的IMU+GPS融合;松耦合与紧耦合架构对比;因子图优化简介(iSAM2)。
栅格地图原理与概率更新;激光雷达建图(GMapping、Cartographer简介);使用ROS2 nav2进行栅格地图构建。
Dijkstra算法原理与实现;A*算法原理、启发式函数设计;在栅格地图上的A*路径搜索实战。
Hybrid A*算法(考虑车辆运动学);Lattice Planner原理;Lanelet2高精地图与全局规划。
动态窗口法(DWA)原理与实现;TEB(Timed Elastic Band)算法原理;在ROS2 Nav2中配置DWA与TEB。
模型预测控制(MPC)用于路径跟踪;MPC与DWA对比;基于学习的局部规划器(如RL)简介。
基于包围盒(AABB、OBB)的碰撞检测;基于距离场的碰撞检测;考虑车辆轮廓的碰撞检测。
融合定位如何提升规划稳定性;使用EKF/ESKF输出作为规划输入;处理传感器故障时的规划降级策略。
动态障碍物感知与预测(基于LiDAR+Radar);融合感知结果输入规划器;行为预测与交互规划。
Nav2架构概览(BT Navigator、Planner Server、Controller Server);自定义规划器与控制器插件;行为树(Behavior Tree)在导航中的应用。
使用Gazebo搭建多传感器仿真环境;配置LiDAR、IMU、Camera、GPS插件;编写仿真测试脚本。
需求分析与系统设计;传感器选型与配置;标定与建图。
全局与局部规划器调参;融合定位调试;实车测试与问题排查。
高精地图获取与处理;多传感器融合定位(GPS+IMU+LiDAR);全局路径规划(Lanelet2 + Hybrid A*)。
局部规划与避障(MPC);红绿灯与交通标志感知融合;综合路测与性能评估。
路径规划评价指标(路径长度、平滑度、计算耗时);定位精度评估(ATE、RPE);使用rqt与PlotJuggler进行数据可视化与调试。
C++与Python混合编程;代码优化技巧(SIMD、多线程);嵌入式平台部署(Jetson、NUC)。
传感器故障检测与隔离(FDI);规划器异常检测与回退机制;功能安全标准(ISO 26262)简介。
端到端自动驾驶与规划;基于学习的传感器融合(Transformer);多智能体协同规划。
核心知识点回顾;常见面试题解析;推荐学习资源(论文、书籍、开源项目)。
项目选题指南;技术报告撰写规范;答辩技巧与评分标准。