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5. PX4无人机视觉避障：摄像头检测、距离估计和绕行动作

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 核心概念 · 整体框架
课程导入学习目标
02
PX4与视觉避障基础
PX4架构 · 避障模块概述 · 视觉避障的典型工作流程
PX4视觉避障基础
03
摄像头选型与安装
摄像头类型（单目 · 双目 · 深度相机）
摄像头选型安装
04
图像采集与预处理
图像获取 · 去畸变 · 色彩空间转换
图像采集预处理
05
目标检测基础
传统图像处理（边缘检测 · 阈值分割）与深度学习方法（YOLO · SSD）在障碍物检测中的应用
目标检测基础传统图像处理
06
基于深度学习的障碍物检测
常用模型（YOLOv5/YOLOv8… · 数据集准备 · 训练流程
基于深度学习的障…YOLOv5/YOLOv…
07
单目视觉距离估计
基于几何关系（小孔成像） · 已知尺寸 · 地面平面假设等方法
单目视觉距离估计基于几何关系
08
双目视觉距离估计
视差原理 · 立体匹配 · 深度图生成
双目视觉距离估计视差原理
09
深度相机（RGB-D）距离估计
深度图获取 · 点云生成 · 障碍物距离直接测量
RGB-D深度相机
10
光流与运动估计
光流法在避障中的应用 · 结合PX4光流传感器进行近距离避障
光流运动估计
11
障碍物检测与距离估计的融合
多传感器融合（摄像头+激光雷达+超声… · 卡尔曼滤波 · 置信度评估
障碍物检测距离估计的融合
12
PX4避障架构与接口
PX4避障模块（obstacle a… · MAVLink消息（OBSTACLE… · DISTANCE_SENSOR）
PX4避障架构
13
机载计算机与PX4通信
树莓派/英伟达Jetson等机载计算… · 串口/MAVLink连接 · 数据流设计
PX4机载计算机
14
避障算法基础
势场法 · 向量场直方图（VFH） · 动态窗口法（DWA）等经典避障算法原…
避障算法基础势场法
15
绕行动作规划
基于检测结果的绕行策略（左绕 · 右绕 · 上绕）
绕行动作规划基于检测结果的绕…
16
PX4避障模式配置
使用QGroundControl设置… · 选择避障模式（Offboard · Loiter等）
PX4避障模式配置
17
基于PX4 Offboard模式的视觉避障实现
编写Offboard控制代码 · 结合检测与距离估计结果生成速度/位置…
PX4Offboard
18
案例实战
使用单目摄像头实现简单障碍物检测与距… · 并在仿真中验证
案例实战使用单目摄像头实…
19
案例实战
使用双目摄像头实现障碍物距离测量 · 并在PX4 SITL仿真中实现避障
案例实战使用双目摄像头实…
20
案例实战
基于YOLOv5的障碍物检测与深度相… · 在真实无人机上实现绕行
案例实战YOLOv5
21
仿真环境搭建
使用Gazebo+ROS2+PX4进… · 配置摄像头传感器 · 障碍物场景
仿真环境搭建Gazebo+ROS2+…
22
真实飞行测试
安全注意事项 · 测试场地选择 · 飞行前检查
真实飞行测试安全注意事项
23
常见问题与调试
检测漏检 · 误检 · 距离估计不准
常见问题调试
24
性能优化
模型轻量化（TensorRT · ONNX） · 算法加速
性能优化TensorRT
25
安全与失效保护
视觉失效时的备用方案 · 地理围栏 · 紧急降落
安全失效保护
26
综合项目
设计一个完整的视觉避障系统 · 从硬件选型 · 软件架构
综合项目设计一个完整的视…
27
前沿拓展
基于语义分割的避障 · 端到端学习 · 事件相机
前沿拓展基于语义分割的避…
28
课程总结
核心知识点回顾 · 常见误区 · 学习路径建议
课程总结核心知识点回顾
29
实战考核
给定场景 · 要求学员独立完成视觉避障系统的搭建与… · 并提交报告
实战考核给定场景
30
课程答疑与讨论
针对学员常见问题集中解答 · 分享实际项目经验与最佳实践
课程答疑讨论