机器人局部路径规划 · 课程目录

🧭 点击卡片跳转对应课程友好 · 活力配色

局部路径规划概述

什么是局部路径规划？为什么需要它？与全局路径规划的区别与联系。

# 概念 · 基础

机器人运动学基础

差速轮模型、阿克曼模型、全向轮模型简介。

⚙️ 运动学

传感器与感知

激光雷达、深度相机、超声波传感器在避障中的应用。

代价地图 (Costmap)

静态层、障碍物层、膨胀层的原理与配置。

🗺️ 地图

DWA算法原理

动态窗口法的核心思想、速度空间搜索、评价函数设计。

DWA算法实战

ROS中DWA的配置与调参，常见问题与优化。

🛠️ 实战

TEB算法原理

时间弹性带的概念、图优化方法、轨迹约束。

TEB算法实战

ROS中TEB的配置与调参，与DWA的对比。

MPC在路径规划中的应用

基本原理、代价函数、约束处理。

人工势场法 (APF)

引力场、斥力场、局部极小值问题及改进。

DWA与APF融合策略

动态窗口法与人工势场法的融合策略。

基于采样的局部规划

RRT* 与 Informed RRT* 在局部规划中的变种。

速度障碍法 (VO/RVO)

原理与在动态避障中的应用。

社会力模型 (SFM)

行人仿真与机器人避障。

🚶 社会力

基于学习的局部规划

模仿学习 (IL) 与强化学习 (RL) 入门。

深度强化学习 (DRL) 避障

DDPG、PPO算法简介。

端到端局部规划

从传感器数据直接输出控制指令。

📡→⚙️

多传感器融合

卡尔曼滤波与粒子滤波在局部规划中的应用。

动态障碍物预测

基于运动模型、基于学习的轨迹预测。

平滑性优化

B样条曲线、贝塞尔曲线插值。

安全性保障 (CBF)

安全屏障函数与控制障碍函数。

🛡️ 安全

ROS Navigation Stack

move_base、global_planner、local_planner 架构。

自定义局部规划器

如何在ROS中编写自己的局部规划器插件。

仿真环境搭建

Gazebo与Stage仿真器的使用，场景设计。

实车部署与调试

从仿真到实车的迁移，常见问题排查。

性能评估指标

成功率、路径长度、平滑度、计算时间。

多机器人协同局部规划

冲突检测与协调避障。

特殊场景避障

狭窄通道、动态人群、非结构化地形。

🏔️ 场景

基于Transformer的规划器、端到端模型。

课程总结与项目实战

搭建一个完整的局部规划避障系统。