01
Gazebo与ROS2环境搭建
安装Gazebo与ROS2 Humble，配置通信接口，验证仿真环境连通性。
环境ROS2
02
机器人模型URDF基础
编写差速驱动机器人URDF模型，包含底盘、轮子和激光雷达。
URDF建模
03
Gazebo世界构建
创建含静态障碍物（墙壁、箱子）的仿真世界，学习.world文件格式。
世界障碍物
04
传感器仿真
配置激光雷达(LaserScan)和IMU传感器，在Gazebo中验证数据输出。
传感器Lidar
05
ROS2控制接口
编写底盘控制节点，实现cmd_vel到Gazebo的驱动映射。
控制cmd_vel
06
避障算法初探
基于VFF虚拟力场法的简单避障，理解斥力与引力概念。
VFF避障
07
参数服务器与动态调参
使用ROS2参数服务器，运行时调整避障算法关键参数。
动态调参参数服务器
08
速度与转向参数调优
调整最大线速度、角速度，观察对避障平滑度的影响。
速度转向
09
激光雷达阈值调优
调整激光雷达有效检测距离和角度范围，优化障碍物感知。
阈值Lidar
10
斥力系数调优
调整虚拟力场法中斥力增益系数，平衡避障灵敏度与稳定性。
斥力增益
11
引力系数调优
调整目标点引力增益，解决“原地转圈”或“冲撞障碍物”。
引力目标
12
安全距离参数调优
设置最小安全距离，防止贴墙行走或刮蹭障碍物。
安全距离
13
动态窗口法(DWA)入门
理解DWA原理，在Gazebo中实现基础DWA避障。
DWA局部规划
14
DWA速度采样窗口调优
调整线速度与角速度采样范围，提升路径质量。
采样窗口
15
DWA代价函数权重调优
调整朝向、速度、障碍物距离的权重系数。
权重代价函数
16
DWA预测时间调优
调整轨迹预测时间窗口长度，平衡前瞻性与实时性。
预测时间
17
全局路径规划与局部避障结合
使用Nav2框架，配置全局规划器与局部规划器协同。
Nav2规划
18
代价地图参数调优
调整膨胀半径、障碍物层、静态层参数。
代价地图膨胀
19
规划器频率与计算资源调优
调整控制循环频率，平衡CPU负载与响应速度。
频率资源
20
多障碍物密集场景调优
在复杂迷宫环境中测试，调整参数应对密集障碍物。
密集迷宫
21
动态障碍物避障调优
添加移动障碍物(其他机器人)，调整预测与反应参数。
动态移动障碍物
22
窄通道通过性调优
调整机器人尺寸参数与膨胀半径，解决卡门问题。
窄通道膨胀
23
传感器噪声与滤波调优
在激光雷达数据中添加高斯噪声，调整滤波参数。
噪声滤波
24
里程计漂移补偿调优
模拟里程计误差，调整自适应蒙特卡洛定位参数。
里程计AMCL
25
多机器人协同避障调优
启动多台机器人，调整相互避让的通信与参数。
多机器人协同
26
性能评估指标
建立避障成功率、平均速度、碰撞次数等量化评估体系。
评估指标
27
自动化调参脚本
编写Python脚本，使用网格搜索或随机搜索批量调参。
脚本自动化
28
可视化调试工具
使用rqt、PlotJuggler实时监控参数变化与机器人状态。
可视化rqt
29
案例实战：仓库机器人避障
搭建仓库仿真场景，综合调优完成物料搬运任务。
仓库实战
30
案例实战：服务机器人走廊导航
搭建走廊场景，调优实现贴边行走与避人。
走廊服务机器人