车辆运动学与动力学建模
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自动驾驶 · 30章 闯关地图
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📘 第1章
课程导论：为什么自动驾驶需要运动学与动力学模型？
课程目标与学习路径 · 开启建模思维
📐 第2章
车辆坐标系与位姿表示
世界坐标系、车身坐标系、欧拉角与四元数
⚙️ 第3章
车辆运动学基础
刚体运动、速度与加速度、曲率与转弯半径
🚲 第4章
自行车模型（Bicycle Model）
模型假设、推导过程、适用场景
🧮 第5章
运动学自行车模型
状态方程、输入输出、仿真实现
🔄 第6章
动力学自行车模型
轮胎力、侧偏角、横摆动力学
🛞 第7章
轮胎模型入门
魔术公式（Pacejka Model）、线性轮胎模型
⚡ 第8章
车辆纵向动力学
驱动力、制动力、滚动阻力、空气阻力
↔️ 第9章
车辆横向动力学
侧向力、横摆力矩、稳定性分析
📉 第10章
垂向动力学简介
悬架模型、载荷转移、路面激励
🧩 第11章
完整的车辆动力学模型
7自由度模型、14自由度模型概述
📊 第12章
模型参数化与辨识
参数测量、最小二乘法、实验设计
🧠 第13章
状态估计基础
卡尔曼滤波（KF）原理与实现
📡 第14章
扩展卡尔曼滤波（EKF）在车辆状态估计中的应用
非线性估计 · 实战
🌀 第15章
无迹卡尔曼滤波（UKF）与粒子滤波（PF）简介
采样方法 · 非高斯
🎯 第16章
车辆状态观测器
纵向速度、横向速度、横摆角速度估计
🛞 第17章
路面附着系数估计
为什么重要？基于动力学的方法
🎮 第18章
模型预测控制（MPC）基础
原理、代价函数、约束处理
🛣️ 第19章
基于运动学模型的MPC路径跟踪控制
低速场景 · 高效
🏎️ 第20章
基于动力学模型的MPC路径跟踪控制
高速高精度 · 稳定性
⚡ 第21章
线性时变MPC（LTV-MPC）与非线性MPC（NMPC）
实时优化 · 对比
🎛️ 第22章
PID控制在车辆控制中的应用
纵向PID、横向PID
🧭 第23章
前馈-反馈控制：Stanley方法、Pure Pursuit方法
几何跟踪 · 鲁棒
📐 第24章
轨迹规划中的运动学约束
曲率约束、加速度约束、jerk约束
🧱 第25章
轨迹规划中的动力学约束
轮胎力约束、稳定性包络
💻 第26章
仿真环境搭建
CarSim、MATLAB/Simulink、ROS + Gazebo
🐍 第27章
基于Python的车辆动力学仿真库
用代码实现自行车模型
🚦 第28章
实车测试与模型验证
从仿真到实车的坑与经验
🤖 第29章
前沿趋势：基于学习的动力学模型
Neural ODE、GNN
🏁 第30章
课程总结与项目实战
搭建一个简单的自动驾驶路径跟踪系统