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本课程属于：025-船舶智能航行与自主驾驶技术 交通船舶与海洋工程 · 共 20 门相关课程，组合学习更完整。
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智能船舶ROS2仿真开发入门

共计 30 章节
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01
课程导入与智能船舶仿真概览
智能船舶定义 · 仿真开发价值 · ROS2在船舶仿真中的角色
课程导入智能船舶仿真概览
02
ROS2基础与船舶仿真环境搭建
ROS2核心概念（节点 · 话题 · 服务
ROS2船舶仿真环境搭建
03
船舶仿真常用工具链
Gazebo与Ignition Ga… · URDF/SDF模型格式 · RViz可视化
船舶仿真常用工具…Gazebo
04
创建第一艘智能船舶模型
使用URDF描述船体几何 · 质量与惯性参数 · 推进器与舵的关节定义
创建第一艘智能船…URDF
05
船舶运动学与动力学建模基础
船舶六自由度运动方程 · 附加质量与阻尼概念 · 螺旋桨推力模型
船舶运动学动力学建模基础
06
在Gazebo中配置船舶动力学插件
使用Gazebo插件实现浮力与流体阻… · 推进器推力控制接口 · 舵角控制接口
Gazebo配置船舶动力学插…
07
ROS2节点与船舶控制接口
编写ROS2节点发布推进器指令与舵角… · 订阅船舶状态话题 · 使用参数服务器配置控制参数
ROS2节点
08
船舶传感器仿真
在Gazebo中添加GPS · IMU · 罗经
船舶传感器仿真Gazebo
09
激光雷达与视觉传感器仿真
在船舶模型上添加2D/3D激光雷达 · 配置摄像头与图像发布 · 点云与图像数据在RViz中显示
激光雷达视觉传感器仿真
10
船舶状态估计与传感器融合入门
使用robot_localizati… · 配置扩展卡尔曼滤波 · 发布船舶位姿估计
船舶状态估计传感器融合入门
11
ROS2通信机制进阶
自定义消息类型 · 服务与动作在船舶控制中的应用 · QoS配置对传感器数据的影响
ROS2通信机制进阶
12
船舶遥控与手动控制仿真
编写遥控节点通过键盘或手柄发布控制指… · 实现推进器与舵的实时响应 · 在仿真中验证操控性
船舶遥控手动控制仿真
13
船舶航向控制仿真
实现PID航向保持控制器 · 在Gazebo中测试不同海况下的航向… · 调整PID参数并分析效果
船舶航向控制仿真PID
14
船舶航速控制仿真
设计航速PID控制器 · 考虑推进器饱和与阻力变化 · 仿真验证航速阶跃响应
船舶航速控制仿真PID
15
船舶航迹跟踪控制仿真
实现视线制导律（LOS） · 结合航向与航速控制完成直线与曲线航迹… · 仿真结果分析
船舶航迹跟踪控制…LOS
16
船舶动力定位仿真入门
动力定位系统组成 · 设计简单的动力定位控制器 · 在仿真中实现定点保持与位置保持
船舶动力定位仿真…动力定位系统组成
17
环境扰动模拟
在Gazebo中模拟风 · 浪 · 流对船舶的影响
环境扰动模拟Gazebo
18
船舶避碰仿真基础
使用激光雷达或AIS数据模拟障碍物 · 实现简单的避碰逻辑 · 在仿真中测试避碰行为
船舶避碰仿真基础AIS
19
多船协同仿真
在Gazebo中生成多艘船舶 · 配置ROS2多机通信 · 实现简单的编队或协同任务
多船协同仿真Gazebo
20
ROS2与Matlab/Simulink联合仿真
配置ROS2与Matlab的通信 · 在Simulink中设计控制器并控制… · 联合仿真调试
ROS2Matlab/Simul…
21
船舶仿真中的可视化与数据记录
使用RViz插件显示船舶轨迹与传感器… · 使用ros2 bag记录与回放仿真数… · 使用PlotJuggler分析数据
船舶仿真可视化
22
基于Python的船舶仿真脚本开发
使用rclpy编写控制脚本 · 实现自动巡航与数据采集 · 脚本参数化与模块化
Python基于
23
船舶仿真中的坐标系与变换
理解map · odom · base_link坐标系
船舶仿真坐标系
24
仿真时间与实时性管理
使用Gazebo仿真时钟 · 配置ROS2节点使用仿真时间 · 处理实时因子与性能优化
仿真时间实时性管理
25
船舶模型参数辨识与仿真校准
通过仿真实验辨识船舶操纵性参数 · 对比仿真与理论结果 · 调整模型参数提高保真度
船舶模型参数辨识仿真校准
26
智能船舶路径规划仿真
实现A*或Dijkstra算法进行全… · 结合局部避碰进行动态路径调整 · 在仿真环境中验证
智能船舶路径规划…Dijkstra
27
基于ROS2的船舶自主航行综合实验
集成感知 · 决策与控制模块 · 完成从起点到终点的自主航行任务
ROS2基于
28
仿真测试与验证方法
设计测试用例 · 使用ros2 test进行单元测试 · 进行场景测试与回归测试
仿真测试验证方法
29
船舶仿真项目实战
从需求到部署 · 航道跟踪） · 完成模型搭建
船舶仿真项目实战从需求到部署
30
课程总结与进阶方向
回顾核心知识点 · 讨论仿真与实船差异 · 介绍进阶学习资源与社区
课程总结进阶方向