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田间自主移动机器人开发实战

共计 30 章节
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01
课程导入
田间自主移动机器人的定义 · 发展背景 · 应用价值
课程导入田间自主移动机器…
02
田间环境感知基础
农田地形 · 作物行距 · 光照变化
田间环境感知基础农田地形
03
机器人硬件平台选型
底盘类型（轮式 · 履带式） · 驱动电机
机器人硬件平台选…底盘类型
04
嵌入式与ROS基础
ROS/ROS2环境搭建 · 节点通信 · 话题/服务/动作机制
ROS嵌入式
05
运动学与动力学建模
差速驱动 · 阿克曼转向 · 四轮独立转向等模型的建立与仿真验证
运动学动力学建模
06
田间定位技术
GPS/RTK定位原理 · IMU融合 · 轮式里程计
田间定位技术GPS/RTK
07
田间地图构建
栅格地图 · 语义地图 · 农田边界与障碍物地图的构建方法
田间地图构建栅格地图
08
路径规划基础
全局路径规划（A* · RRT · Dijkstra）与局部路径规划（D…
路径规划基础全局路径规划
09
田间导航控制
纯追踪 · PID · 模型预测控制（MPC）在田间直线行驶
田间导航控制纯追踪
10
作物行检测与跟踪
基于视觉或激光雷达的作物行提取 · 中心线拟合 · 行间导航策略
作物行检测跟踪
11
障碍物检测与避障
基于点云 · 图像或超声波的目标检测（行人 · 树木
障碍物检测避障
12
田间语义分割与识别
深度学习（U-Net · SegNet）用于作物/杂草/土壤分… · 数据集构建与模型部署
田间语义分割识别
13
ROS2与硬件接口实战
使用Arduino/STM32/树莓…
ROS2硬件接口实战
14
仿真环境搭建
Gazebo/CoppeliaSim… · 机器人模型 · 传感器仿真
仿真环境搭建Gazebo/Coppe…
15
田间机器人系统集成
软硬件联调 · 电源管理 · 通信链路（WiFi/4G/5G）
田间机器人系统集…软硬件联调
16
实战项目一
基于RTK的田间直线行走机器人——实…
实战项目一RTK
17
实战项目二
基于视觉的作物行跟随机器人——实现行…
实战项目二基于视觉的作物行…
18
实战项目三
田间避障机器人——融合激光雷达与视觉…
实战项目三田间避障机器人
19
实战项目四
多传感器融合定位机器人——GPS/I…
实战项目四GPS/I
20
实战项目五
基于SLAM的田间地图构建与自主探索…
实战项目五SLAM
21
常见问题与调试技巧
传感器标定（相机 · 激光雷达 · IMU）
常见问题调试技巧
22
算法优化与实时性
轻量化模型 · 边缘计算部署（TensorRT · OpenVINO）
算法优化实时性
23
田间机器人安全与可靠性
防水防尘 · 抗振 · 故障检测
田间机器人安全可靠性
24
数据采集与标注
田间数据采集方案 · 标注工具（LabelImg · CVAT）
数据采集标注
25
深度学习在田间机器人中的应用
目标检测（YOLO） · 实例分割（Mask R-CNN） · 关键点检测用于作物表型分析
深度学习田间机器人
26
多机器人协同与集群作业
田间多机通信 · 任务分配 · 协同导航与避碰
多机器人协同集群作业
27
自主作业任务规划
从播种 · 施肥 · 除草到收获的完整任务分解与状态机设计
自主作业任务规划从播种
28
田间机器人评估与测试
性能指标（定位精度 · 路径跟踪误差 · 作业效率）
田间机器人评估测试
29
综合实战
开发一个完整的田间自主巡检机器人——… · 硬件搭建 · 算法开发到实地测试
综合实战开发一个完整的田…
30
课程总结与进阶方向
行业前沿（农业机器人 · 无人农场） · 开源资源
课程总结进阶方向