01
课程导论与环境搭建
MoveIt与SLAM联合控制概述 · ROS Noetic安装 · 工作空间创建 · MoveIt安装与验证 · SLAM工具箱安装
环境入门
02
机器人建模基础
URDF文件结构解析 · link与joint定义 · xacro优化技巧 · 使用SolidWorks导出URDF · 模型可视化与检查
URDF建模
03
MoveIt核心概念
运动规划组(Planning Group) · 规划场景(Planning Scene) · 运动规划器(Planner) · 碰撞检测机制
核心规划
04
配置MoveIt助手
Setup Assistant使用流程 · 自碰撞矩阵生成 · 虚拟关节配置 · 末端执行器定义 · 控制器配置文件生成
配置助手
05
运动学求解器配置
KDL与TRAC-IK对比 · 求解器插件配置 · 求解时间与精度调优 · 奇异点处理经验
运动学IK
06
运动规划算法详解
RRT系列算法 · PRM算法 · STOMP与CHOMP · 算法参数对规划效果的影响
算法规划
07
C++ MoveIt编程基础
MoveGroupInterface类 · 规划与执行流程 · 关节空间与笛卡尔空间规划 · 碰撞规避编程
C++编程
08
Python MoveIt编程实战
moveit_commander库 · Python API调用 · 实时状态获取 · 简单抓取动作实现
PythonAPI
09
SLAM技术基础
SLAM问题定义 · 激光SLAM vs 视觉SLAM · 常用SLAM算法对比(GMapping/Cartographer/ORB-SLAM)
SLAM理论
10
激光SLAM实战
GMapping算法原理 · 参数配置 · 建图流程 · 地图保存与加载
激光建图
11
Cartographer SLAM深入
子图(Submap)与回环检测 · Lua配置文件详解 · 2D与3D建图模式 · 性能优化
Cartographer回环
12
SLAM与导航栈集成
move_base框架 · 代价地图(Costmap) · 全局与局部路径规划 · AMCL定位融合
导航集成
13
联合系统架构设计
系统节点图设计 · 数据流分析 · TF树设计原则 · 时钟同步问题
架构系统
14
TF坐标变换实战
TF树查看与调试 · 静态TF发布 · 动态TF监听 · 常见TF错误排查
TF坐标
15
传感器数据融合
激光雷达与IMU融合 · 里程计校准 · 扩展卡尔曼滤波(EKF)应用 · robot_localization包使用
融合EKF
16
MoveIt与SLAM状态同步
规划场景更新机制 · 障碍物动态添加 · Octomap集成 · 环境感知反馈
同步感知
17
动态环境运动规划
在线重规划(Replanning) · 速度缩放 · 轨迹时间优化 · 避障策略实现
动态避障
18
机械臂抓取与放置
抓取姿态计算 · GraspGenerator · Pick and Place流程 · 吸盘与夹爪适配
抓取操作
19
移动基座与机械臂协同
底盘导航与臂规划同步 · base_link与arm_base协调 · 多任务调度
协同移动
20
仿真环境搭建
Gazebo世界构建 · 传感器仿真(激光雷达/IMU/相机) · 机器人模型导入 · 仿真时间控制
仿真Gazebo
21
ROS2 Control框架
ros2_control架构 · 硬件接口层 · 控制器管理器 · 与MoveIt2集成
ROS2控制
22
真实机器人部署
硬件选型建议 · 电机驱动配置 · 通信协议(RS485/CAN) · 安全机制设计
部署硬件
23
性能调优与调试
规划时间优化 · 内存管理 · 日志分析 · rqt工具链使用
调优调试
24
多机器人协同控制
分布式系统架构 · 命名空间隔离 · 协同规划策略 · 冲突避免
多机协同
25
视觉伺服控制
相机标定 · 手眼标定 · 视觉特征提取 · 视觉引导运动
视觉伺服
26
深度学习与运动规划
神经网络避障 · 学习型规划器 · 模仿学习在规划中的应用
深度学习规划
27
项目实战一：自主导航抓取机器人
建图、导航、抓取全流程实现
项目抓取
28
项目实战二：动态环境巡检机器人
实时避障与目标跟踪
项目巡检
29
项目实战三：仓库物流分拣系统
多目标排序与高效路径规划
项目分拣
30
课程总结与进阶方向
常见问题FAQ · 社区资源推荐 · 前沿技术展望(具身智能/灵巧操作)
总结进阶