01
课程导论与系统架构
Nav2导航与机械臂抓取联动概述、系统组成、应用场景分析
概览系统
02
ROS2环境搭建
ROS2 Humble安装、工作空间配置、依赖管理、常用工具介绍
环境ROS2
03
机器人模型构建
URDF与XACRO基础、机器人模型编写、在Rviz中可视化
URDF可视化
04
传感器驱动与数据融合
激光雷达、IMU、深度相机驱动配置，数据融合基础
传感器融合
05
SLAM建图基础
GMapping与Cartographer原理、建图流程、地图保存与加载
SLAM建图
06
Nav2导航框架详解
Nav2架构、生命周期节点、行为树基础
Nav2行为树
07
全局路径规划
NavFn与Smac Planner原理、参数配置、路径选择策略
全局规划Smac
08
局部路径规划
DWA与TEB算法对比、参数调优、避障实战
DWATEB
09
代价地图与恢复行为
全局/局部代价地图配置、膨胀层、恢复行为机制
代价地图恢复
10
AMCL定位与重定位
自适应蒙特卡洛定位原理、粒子滤波、重定位技巧
AMCL定位
11
Nav2多机器人导航
多机器人地图共享、协同导航、避碰策略
多机协同
12
MoveIt2框架入门
MoveIt2架构、配置助手、运动学求解器
MoveIt2运动学
13
机械臂URDF建模
机械臂连杆与关节定义、传动系统、工具坐标系
URDF机械臂
14
运动学正解与逆解
DH参数法、IKFast与TRAC-IK配置、求解器选择
正逆解IK
15
轨迹规划与插补
笛卡尔路径规划、关节空间规划、时间最优轨迹
轨迹插补
16
碰撞检测与场景规划
自碰撞检测、环境碰撞检测、规划场景管理
碰撞场景
17
机械臂抓取规划
抓取姿态计算、吸盘与夹爪控制、抓取测试
抓取夹爪
18
视觉伺服与目标检测
相机标定、AprilTag识别、YOLO目标检测集成
视觉YOLO
19
手眼标定
眼在手上与眼在手外标定方法、标定流程、精度验证
标定手眼
20
导航与抓取通信机制
自定义消息、服务与动作通信、状态同步
通信动作
21
行为树集成导航与抓取
行为树节点开发、顺序与并行控制、状态机设计
行为树集成
22
任务级调度与决策
任务队列管理、优先级调度、异常处理与重试
调度决策
23
仿真环境搭建
Gazebo仿真世界构建、传感器仿真、机器人模型导入
Gazebo仿真
24
联合仿真调试
Nav2与MoveIt2联合仿真、抓取仿真、性能调优
联合仿真调优
25
实车部署与调试
硬件接口、驱动配置、现场标定、问题排查
实车部署
26
性能优化与资源管理
CPU/内存优化、实时性保障、日志分析
优化资源
27
安全机制与故障恢复
急停逻辑、碰撞检测、状态恢复、看门狗
安全恢复
28
项目实战：仓储搬运机器人
需求分析、系统设计、集成测试、演示
实战仓储
29
项目实战：服务机器人抓取
人机交互、动态抓取、任务编排
实战服务
30
课程总结与进阶方向
知识体系回顾、前沿技术展望、学习资源推荐
总结进阶