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从仿真到真机部署：机器人算法落地实战

📚 共计 30 章节

01

课程导论：为什么仿真跑得通，真机就翻车？

课程目标与学习路径，仿真与真机差异全景分析

入门认知

02

仿真环境搭建：Gazebo与Ignition

安装与配置，世界文件与模型文件解析

环境Gazebo

03

机器人建模基础：URDF与SDF

格式详解，从零搭建差速轮底盘模型

建模URDF

04

传感器仿真：激光雷达/IMU/深度相机

仿真参数配置与噪声模型

传感器噪声

05

控制接口仿真：ROS 2 Control

框架配置与PID调参实战

控制PID

06

SLAM仿真实践：Cartographer vs GMapping

仿真环境建图效果对比与调优

SLAM建图

07

导航仿真实践：Nav2配置与调优

全局/局部路径规划参数调优

导航Nav2

08

仿真中的避坑指南

时间同步、坐标系变换、物理引擎参数影响

避坑物理

09

真机硬件选型：主控/底盘/传感器

选型原则与血泪教训

硬件选型

10

真机系统安装：Ubuntu + ROS 2

定制化安装与内核优化

系统ROS2

11

底层驱动开发：电机/编码器/PID

电机驱动、编码器读取、PID速度环C++实现

驱动C++

12

传感器驱动集成：激光/IMU/相机

ROS 2驱动配置与校准

驱动校准

13

URDF模型校准：让Rviz动起来

根据真机尺寸修正URDF参数

URDF校准

14

硬件接口层抽象：无缝切换

统一硬件接口层，仿真代码迁移真机

架构抽象

15

里程计融合：轮式+IMU EKF

扩展卡尔曼滤波融合，提升定位精度

融合EKF

16

真机SLAM部署：Cartographer迁移

仿真参数迁移真机，踩坑实录

SLAM部署

17

真机导航部署：Nav2与安全机制

代价地图参数调整与安全机制

导航安全

18

电源管理与安全机制

低电量保护、急停逻辑、看门狗定时器

电源安全

19

远程监控与调试：WebBridge + Foxglove

ROS 2远程可视化与调试

监控可视化

20

日志与数据回放：rosbag技巧

录制技巧，离线分析与问题复现

rosbag调试

21

性能优化：CPU/通信/Zero-Copy

降低CPU占用，优化节点通信

优化Zero-Copy

22

多机器人协同：仿真vs真机

多机通信差异与解决方案

多机协同

23

视觉导航实战：AprilTag与视觉跟随

仿真定位到真机视觉跟随

视觉AprilTag

24

机械臂控制：MoveIt2配置与规划

仿真与真机上的轨迹规划

机械臂MoveIt2

25

抓取与操作：仿真规划与力控

仿真抓取规划，真机力控实现

抓取力控

26

强化学习部署：Sim-to-Real

从仿真训练到真机迁移关键技术

强化学习迁移

27

域随机化：提升泛化能力

仿真参数随机化，策略泛化

域随机化泛化

28

系统测试与验收：从单元到联调

制定测试用例，系统级联调

测试验收

29

部署与运维：Docker一键部署

打包为Docker镜像，简化部署

Docker运维

30

课程总结与展望

完整流程回顾，未来技术趋势

总结趋势