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机器人避障调参完全指南

📚 共计 30 章节

避障基础概念

什么是机器人避障、避障系统的组成、常见传感器简介（超声波、激光雷达、红外、视觉）

入门传感器

传感器选型与对比

不同传感器的优缺点、适用场景、成本与精度权衡

超声波传感器详解

工作原理、测距公式、常见型号（HC-SR04）、接线与驱动

超声波硬件

激光雷达（LiDAR）基础

单线与多线LiDAR、工作原理、点云数据简介

红外传感器与视觉传感器

红外测距原理、视觉SLAM与避障的关系

传感器数据融合

为什么要融合、卡尔曼滤波入门、加权平均法

融合卡尔曼

避障算法总览

全局路径规划 vs 局部路径规划、经典算法分类

Bug算法系列

Bug0、Bug1、Bug2算法原理与实现

势场法（Potential Field）

引力与斥力模型、局部极小值问题及解决方案

势场局部极小

动态窗口法（DWA）

速度空间搜索、评价函数设计、参数调优

DWA局部规划

向量场直方图（VFH）

极坐标直方图构建、阈值选择、方向决策

基于学习的避障

强化学习入门、模仿学习、端到端避障

ROS导航栈（Navigation Stack）

架构介绍、move_base、costmap、amcl

代价地图（Costmap）调参

膨胀半径、障碍物层、静态层、动态层配置

全局规划器调参

A*与Dijkstra算法、启发函数权重、路径平滑

局部规划器调参

DWA与TEB参数详解、速度与加速度限制

机器人模型与运动学

差速驱动、全向驱动、阿克曼转向模型参数

运动学模型

仿真环境搭建

Gazebo与Stage仿真器、创建自定义避障场景

调参方法论

网格搜索、随机搜索、贝叶斯优化在调参中的应用

性能评估指标

避障成功率、路径长度、平均速度、计算耗时

实车调试技巧

从仿真到实车的迁移、常见问题排查

动态障碍物处理

预测与跟踪、速度障碍法（VO）与互惠速度障碍法（RVO）

多机器人避障

协同避障策略、通信与分布式规划

特殊场景避障

窄通道、U型陷阱、动态密集人群

参数可视化工具

rqt_reconfigure、PlotJuggler、自定义可视化脚本

可视化工具

日志分析与调试

rosbag录制与回放、数据后处理

硬件在环测试（HIL）

仿真与真实硬件结合、实时性要求

避障系统安全设计

故障安全模式、紧急停止逻辑、冗余传感器

案例实战1：差速小车避障调参

基于ROS的差速小车避障调参全流程

案例实战2：室内机器人优化

基于激光雷达的室内机器人避障系统优化