第1章
Gazebo与ROS2环境搭建
Ubuntu系统安装 · ROS2 Humble · Gazebo Fortress · 工作空间创建与环境验证
环境基础
第2章
Gazebo基础操作
界面布局 · 模型加载与放置 · 场景编辑 · 视角控制与保存
界面入门
第3章
URDF机器人建模
URDF语法 · link与joint · 传感器模型 · 可视化检查
建模URDF
第4章
SDF模型进阶
SDF与URDF对比 · 物理属性 · 材质颜色 · 模型导入导出
SDF进阶
第5章
ROS2控制机器人
ros2_control框架 · 控制器配置 · Joint State Publisher · 键盘遥控
控制ROS2
第6章
传感器仿真
LiDAR配置 · IMU仿真 · 摄像头仿真 · 传感器噪声模型
传感器仿真
第7章
Gazebo世界构建
静态世界 · 障碍物摆放 · 地形生成 · 光照与环境
世界搭建
第8章
SLAM算法基础
SLAM原理 · Gmapping · Cartographer · 评价指标
SLAM算法
第9章
ROS2 SLAM工具包
slam_toolbox安装 · 在线SLAM · 地图保存加载 · 参数调优
工具建图
第10章
栅格地图构建
占用栅格原理 · 分辨率设置 · 更新策略 · 多传感器融合
地图栅格
第11章
导航框架介绍
Navigation2框架 · 导航堆栈组件 · 行为树 · 生命周期节点
导航框架
第12章
全局路径规划
Dijkstra · A*算法 · 全局规划器配置 · 代价地图生成
规划全局
第13章
局部路径规划
DWA · TEB算法 · 动态窗口法 · 局部规划器调参
局部避障
第14章
代价地图配置
静态层 · 障碍物层 · 膨胀层 · 代价地图参数详解
代价地图配置
第15章
AMCL定位
自适应蒙特卡洛 · 粒子滤波 · 定位初始化 · 重定位策略
定位AMCL
第16章
Nav2行为树
行为树结构 · 导航动作节点 · 条件节点 · 自定义行为树
行为树Nav2
第17章
导航参数调优
速度/加速度限制 · 路径平滑 · 避障灵敏度 · 性能优化
调优参数
第18章
多机器人导航
多机器人架构 · 命名空间 · 协同导航 · 碰撞避免
多机协同
第19章
自定义导航插件
规划器插件 · 控制器插件 · 代价地图层插件 · 加载机制
插件开发
第20章
动态障碍物避障
动态检测 · 预测模型 · 速度障碍法 · 实时重规划
动态避障
第21章
仿真环境测试
测试场景设计 · 性能指标 · 自动化测试 · 结果分析
测试仿真
第22章
真实机器人迁移
硬件接口 · 传感器标定 · 参数迁移 · 实机调试
迁移实战
第23章
3D导航与无人机
3D代价地图 · 无人机导航 · 高度层规划 · 空域管理
3D无人机
第24章
仓库机器人案例
仓库场景 · 货架识别 · 路径规划 · 多机器人调度
案例仓库
第25章
服务机器人案例
室内环境 · 人机交互 · 动态避障 · 任务调度
服务机器人
第26章
自动驾驶仿真
道路场景 · 车辆模型 · 交通流仿真 · 导航决策
自动驾驶仿真
第27章
性能优化与调试
实时性优化 · 内存管理 · 日志分析 · 可视化调试
优化调试
第28章
ROS2与硬件集成
Arduino/STM32通信 · 电机驱动 · 里程计 · 底层控制
硬件集成
第29章
项目实战：完整导航系统
需求分析 · 系统设计 · 模块开发 · 集成测试
项目实战
第30章
课程总结与进阶
常见问题 · 学习资源 · 开源项目 · 职业发展建议
总结进阶