01
ROS2与Gazebo概述
ROS2核心概念、Gazebo仿真引擎介绍、两者协同工作原理。
概念协同
02
开发环境搭建
Ubuntu系统配置、ROS2 Humble安装、Gazebo Fortress安装、环境变量设置。
环境安装
03
ROS2基础实战
节点(Node)、话题(Topic)、服务(Service)、动作(Action)的创建与通信。
通信实战
04
Gazebo基础操作
世界文件(.world)结构、模型加载、GUI界面使用、仿真时间控制。
操作GUI
05
URDF机器人建模
link与joint定义、惯性参数、碰撞属性、可视化配置。
建模URDF
06
XACRO优化建模
宏定义、参数化、数学表达式、文件包含，提升URDF复用性。
XACRO优化
07
SDF模型格式
SDF与URDF区别、模型标签、插件系统、传感器仿真。
SDF格式
08
ROS2控制插件
ros2_control框架、硬件接口、控制器管理器、JointTrajectoryController。
控制插件
09
Gazebo插件开发
ModelPlugin、WorldPlugin基础，C++插件编写与加载。
开发C++
10
传感器仿真
激光雷达(LiDAR)、IMU、摄像头、深度相机在Gazebo中的配置。
传感器配置
11
机器人驱动集成
将URDF机器人导入Gazebo，配置差速驱动插件。
驱动集成
12
话题桥接与数据流
ros2_gazebo桥接机制、话题重映射、QoS配置。
桥接QoS
13
仿真时间同步
/clock话题、使用_sim_time参数、时间戳处理。
时间同步
14
多机器人仿真
多机器人命名空间、独立控制、协同仿真场景搭建。
多机协同
15
自定义世界环境
构建复杂地形、障碍物、光照、物理参数调整。
世界环境
16
SLAM仿真实战
在Gazebo中运行Cartographer或SLAM Toolbox，构建地图。
SLAM建图
17
导航仿真实战
Nav2配置、全局/局部规划器、AMCL定位、避障测试。
导航Nav2
18
MoveIt2与Gazebo联调
机械臂运动规划、碰撞检测、抓取仿真。
MoveIt2机械臂
19
ROS2 Bag录包与回放
ros2 bag record/play、仿真数据采集与分析。
Bag数据
20
仿真性能优化
实时因子调整、模型简化、物理引擎选择(Bullet/DART)。
性能优化
21
分布式仿真
多机协同、ROS2 Discovery机制、DDS配置。
分布式DDS
22
CI/CD与自动化测试
在Gazebo中运行自动化测试脚本、回归测试。
CI/CD测试
23
自定义传感器插件
编写Gazebo传感器插件，发布自定义ROS2消息。
插件传感器
24
物理参数调优
摩擦系数、阻尼、刚度对仿真真实度的影响。
物理调优
25
仿真与真机迁移
从Gazebo到真实机器人的代码复用与参数调整。
迁移真机
26
视觉仿真与图像处理
OpenCV与Gazebo图像话题结合，目标检测仿真。
视觉OpenCV
27
强化学习仿真环境
Gym-Gazebo、ROS2与RL框架集成。
强化学习RL
28
故障注入与安全测试
模拟传感器失效、通信延迟、执行器卡死。
故障安全
29
大型场景仿真
城市环境、多楼层建筑、动态行人仿真。
场景大型
30
综合实战项目
从零搭建完整机器人仿真系统（移动底盘+机械臂+视觉），完成自主导航与抓取任务。
综合项目