路径规划仿真环境搭建与验证 · 课程目录

01 课程导论与目标

路径规划概述仿真环境价值课程框架与路径

02 基础环境搭建

Ubuntu/Windows Python & Anaconda Git · CMake

03 Python科学计算栈

NumPy基础 Matplotlib可视化 SciPy路径规划

04 机器人操作系统(ROS)入门

ROS架构与核心工作空间创建发布者·订阅者

05 ROS仿真工具

Gazebo仿真器 URDF模型构建激光雷达·IMU

06 地图表示方法

Occupancy Grid Costmap 拓扑地图

07 路径规划算法基础

图搜索概览 Dijkstra原理 Dijkstra实现

08 A*算法详解

启发式函数 A*实现栅格地图应用

09 RRT算法

快速随机搜索树 RRT实现 RRT* · Informed RRT*

10 PRM算法

概率路线图原理构建与查询高维空间应用

11 动态窗口法(DWA)

局部路径规划速度采样空间评价函数设计

12 时间弹性带(TEB)

轨迹优化原理 TEB参数调优与全局规划结合

13 人工势场法

引力场·斥力场局部极小值改进策略

14 基于采样的运动规划

Lattice Planner 状态格构建轨迹生成与选择

15 路径平滑与优化

B样条曲线贝塞尔曲线最小化Jerk

16 ROS Navigation Stack

move_base框架全局/局部规划器代价地图参数

17 SLAM与路径规划结合

Gmapping · Cartographer 实时建图导航融合

18 多机器人路径规划

协同规划策略冲突解决分布式/集中式

19 动态环境路径规划

障碍物预测速度障碍法(VO) 交互感知规划

20 深度强化学习入门

Q-Learning · DQN 策略梯度路径规划应用

21 基于学习的路径规划

模仿学习行为克隆端到端规划

22 仿真环境搭建实战(一)

Python 2D栅格仿真器从零构建地图可视化

23 仿真环境搭建实战(二)

ROS + Gazebo 3D 场景搭建传感器集成

24 仿真环境搭建实战(三)

动态障碍物复杂场景交互元素

25 算法验证与评估(一)

性能指标定义路径长度·时间成功率

26 算法验证与评估(二)

批量实验设计自动化测试脚本数据采集

27 算法验证与评估(三)

结果可视化箱线图·折线图对比分析

28 综合项目实战(一)

需求分析·系统设计仿真环境搭建架构规划

29 综合项目实战(二)

算法集成参数调优问题排查

30 综合项目实战(三)

结果展示·总结未来方向进阶资源