01
ROS2与多传感器融合概述
ROS2发展史 · 架构 · 多传感器融合概念 · 课程目标与学习路径
入门概览
02
ROS2核心概念与工具
节点 · 话题 · 服务 · 动作 · 参数 · launch文件 · rqt · tf2
基础工具
03
传感器数据模型与消息类型
sensor_msgs详解 · 自定义消息 · 时间戳 · 序列化
消息数据类型
04
时间同步基础
ROS2时间机制 · 系统/模拟时间 · 时间戳对齐 · Time与Duration
时间同步
05
消息过滤器与精确时间同步
message_filters · TimeSynchronizer · ApproximateTime · 缓存
过滤器同步
06
激光雷达数据采集与处理
LaserScan · PointCloud2 · 驱动配置 · 点云滤波 · 坐标变换
激光点云
07
相机数据采集与处理
Image · CompressedImage · 驱动 · 图像编码 · cv_bridge
相机图像
08
IMU数据采集与处理
Imu消息 · 驱动 · 加速度计/陀螺仪 · 零偏校正 · 姿态估计
IMU惯性
09
GPS与里程计数据融合
NavSatFix · Odometry · GPS驱动 · 轮式里程计 · 卡尔曼滤波入门
GPS里程计
10
多传感器标定基础
内参标定 · 外参标定 · 手眼标定 · 标定板 · 标定工具
标定基础
11
激光-相机联合标定
原理 · 标定板检测 · 特征匹配 · 外参求解 · 结果验证
激光-相机联合标定
12
激光-IMU联合标定
原理 · 运动畸变去除 · 时间偏移估计 · 外参优化
激光-IMU标定
13
相机-IMU联合标定
原理 · 视觉惯性对齐 · 尺度恢复 · 标定流程
相机-IMU视觉惯性
14
多传感器时空同步
硬件同步 · 软件同步 · PTP协议 · 时间戳补偿 · 延迟测量
同步时间
15
ROS2 Bag数据录制与回放
ros2 bag命令 · 录制策略 · 回放控制 · 数据提取 · 格式转换
Bag数据
16
数据预处理与滤波
离群点去除 · 降采样 · 平滑/中值/高斯/体素滤波
滤波预处理
17
卡尔曼滤波与扩展卡尔曼滤波
KF原理 · EKF原理 · 预测与更新 · 协方差 · 实现示例
卡尔曼EKF
18
粒子滤波与无迹卡尔曼滤波
PF原理 · UKF原理 · 重要性采样 · 重采样 · 应用场景
粒子滤波UKF
19
多传感器融合框架
robot_localization · ekf_node · ukf_node · 配置与调参
框架融合
20
激光-视觉融合定位
ICP匹配 · NDT匹配 · 视觉特征匹配 · 融合策略 · 回环检测
激光-视觉定位
21
视觉-惯性融合定位
VINS-Mono原理 · 预积分 · 滑动窗口 · 边缘化 · 重定位
VINS视觉惯性
22
激光-惯性融合定位
LIO-SAM原理 · 因子图优化 · 关键帧 · 回环检测 · 地图构建
LIO-SAM激光惯性
23
多传感器融合SLAM
Cartographer原理 · 子图匹配 · 闭环约束 · 配置优化
SLAMCartographer
24
传感器故障检测与容错
异常检测 · 数据质量评估 · 故障隔离 · 降级策略 · 安全机制
故障容错
25
实时性与性能优化
零拷贝传输 · 共享内存 · QoS配置 · 多线程 · GPU加速
性能实时
26
ROS2与硬件接口
I2C · SPI · UART · CAN总线 · 驱动开发 · 设备抽象层
硬件接口
27
多传感器融合仿真
Gazebo仿真 · 传感器插件 · 噪声模型 · 场景搭建 · 数据生成
仿真Gazebo
28
实战项目1：移动机器人定位
基于多传感器融合的移动机器人定位
实战机器人
29
实战项目2：自动驾驶环境感知
基于多传感器融合的自动驾驶环境感知
实战自动驾驶
30
课程总结与进阶方向
知识体系回顾 · 常见问题 · 开源项目推荐 · 学习资源 · 职业发展
总结进阶