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ROS2海洋无人装备控制与仿真入门

共计 30 章节
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01
课程导入与海洋无人装备概览
介绍海洋无人装备（无人艇 · 水下机器人 · 无人潜航器）的分类
课程导入海洋无人装备概览
02
ROS2基础与开发环境搭建
讲解ROS2核心概念（节点 · 话题 · 服务
ROS2开发环境搭建
03
海洋无人装备运动学建模基础
推导无人艇与水下机器人的三自由度/六… · 理解坐标系定义（北东地 · 船体坐标系）
海洋无人装备运动…推导无人艇
04
ROS2中的传感器数据接入与处理
接入GPS · IMU · 深度计
ROS2传感器数据接入
05
无人艇航向控制ROS2节点开发
设计PID航向保持控制器 · 创建ROS2控制节点订阅姿态与航向话… · 发布推进器指令
ROS2无人艇航向控制
06
水下机器人定深控制仿真
建立水下机器人垂向动力学简化模型 · 开发ROS2深度控制节点 · 结合Gazebo水动力插件模拟浮力与…
水下机器人定深控…建立水下机器人垂…
07
ROS2导航栈与海洋路径跟踪入门
介绍Nav2架构 · 配置代价地图与全局/局部规划器 · 针对无人艇水面环境调整参数
ROS2导航栈
08
海洋环境扰动下的控制鲁棒性测试
在Gazebo中模拟风 · 浪 · 流扰动
海洋环境扰动下的…Gazebo
09
多无人艇编队控制仿真实践
设计领航-跟随编队策略 · 使用ROS2多节点通信与命名空间隔离 · 在Gazebo中仿真三艘无人艇的队形…
多无人艇编队控制…设计领航
10
水下机器人机械臂抓取仿真入门
在Gazebo中搭建带机械臂的水下机… · 使用ROS2控制机械臂关节 · 结合MoveIt2规划抓取轨迹并模拟…
水下机器人机械臂…Gazebo
11
ROS2与海洋装备硬件在环仿真
搭建硬件在环测试平台 · 将ROS2控制节点部署在真实控制器上 · 通过UDP与Gazebo仿真环境通信
ROS2海洋装备硬件
12
基于ROS2的无人艇自主避障仿真
使用激光雷达与视觉传感器数据 · 开发ROS2避障节点 · 实现动态窗口法（DWA）或向量场直方…
ROS2基于
13
海洋无人装备状态估计与传感器融合
使用扩展卡尔曼滤波（EKF）融合IM… · GPS与DVL数据 · 通过ROS2 robot_local…
海洋无人装备状态…传感器融合
14
ROS2动作服务器与水下任务规划
设计水下机器人自主巡航任务 · 使用ROS2动作接口定义航点任务 · 实现动作服务器与客户端
ROS2动作服务器
15
无人艇动力定位系统仿真
建立动力定位控制模型 · 使用ROS2开发推力分配算法 · 在Gazebo中模拟海流干扰下的定点…
无人艇动力定位系…建立动力定位控制…
16
ROS2可视化与海洋装备仿真调试
使用RViz2插件显示水下机器人轨迹 · 传感器视场与控制器输出 · 结合rqt与ros2 topic工具…
ROS2可视化
17
基于ROS2的海洋装备故障注入与容错控制
在仿真中注入传感器故障与推进器失效 · 设计容错控制策略 · 通过ROS2节点监控与切换机制验证系…
ROS2基于
18
水下机器人SLAM与海底地形测绘仿真
使用声呐与视觉数据 · 运行ROS2 SLAM算法（如sla… · 在Gazebo水下场景中构建海底地图…
SLAM水下机器人
19
无人艇自主靠泊控制仿真
设计靠泊控制策略 · 结合视觉引导与距离传感器 · 使用ROS2开发靠泊控制节点
无人艇自主靠泊控…设计靠泊控制策略
20
ROS2多机器人通信与协同任务仿真
配置ROS2 DDS通信 · 实现多水下机器人协同搜索任务 · 使用自定义消息与动作接口协调任务分配
ROS2多机器人通信
21
海洋装备控制系统的ROS2实时性优化
分析ROS2节点执行时间与通信延迟 · 使用实时内核与优先级调度优化控制循环 · 在硬件在环平台上测试实时性能
ROS2海洋装备控制系统…
22
基于ROS2的无人艇轨迹跟踪高级控制
实现模型预测控制（MPC）或反步法轨… · 使用ROS2开发控制器节点 · 在Gazebo中对比PID与高级控制…
ROS2基于
23
水下机器人水下灯光与视觉伺服仿真
在Gazebo中配置水下灯光与相机 · 开发ROS2视觉伺服节点 · 实现基于图像的定点悬停与目标跟踪
水下机器人水下灯…视觉伺服仿真
24
ROS2与海洋装备数字孪生仿真
构建无人艇数字孪生系统 · 使用ROS2同步真实传感器数据与仿真… · 实现状态监控与预测性维护仿真
ROS2海洋装备数字孪生…
25
海洋无人装备编队避障与路径规划综合仿真
结合编队控制与避障算法 · 使用ROS2多节点架构 · 在Gazebo中模拟复杂海洋环境下的…
海洋无人装备编队…路径规划综合仿真
26
ROS2水下声呐数据处理与目标识别仿真
模拟声呐数据发布 · 开发ROS2处理节点进行滤波与目标检… · 在仿真中验证识别算法并可视化结果
ROS2水下声呐数据处理
27
无人艇自主航行系统集成与仿真测试
集成导航 · 控制 · 避障模块
无人艇自主航行系…仿真测试
28
基于ROS2的海洋装备远程操控仿真
搭建远程操控架构 · 使用ROS2 Web桥接或VPN通信 · 实现操作员远程控制仿真中的无人艇
ROS2基于
29
海洋无人装备控制算法的ROS2单元测试与持续集成
使用gtest与launch_tes… · 配置GitHub Actions实现… · 确保代码质量
ROS2海洋无人装备控制…
30
课程综合项目
自主水下机器人海底管道巡检仿真 · 集成ROS2导航 · 控制
课程综合项目自主水下机器人海…