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ROS机器人行为树与状态机设计

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 课程结构 · 行为树与状态机的核心区别
课程导入学习目标
02
ROS基础回顾
ROS1/ROS2核心概念 · 节点 · 话题
ROS基础回顾
03
状态机基础
有限状态机（FSM）的定义 · 状态 · 转移
状态机基础FSM
04
状态机设计模式
层次状态机（HSM） · 并发状态 · 历史状态
状态机设计模式HSM
05
ROS中的状态机实现
使用smach（ROS1）和smac… · yaml状态机配置 · 以及状态机与ROS通信的接口设计
ROS状态机实现
06
状态机实战案例
设计一个简单的机器人巡逻状态机 · 包括初始化 · 导航
状态机实战案例设计一个简单的机…
07
状态机常见问题
状态爆炸 · 状态转移冲突 · 可维护性差
状态机常见问题状态爆炸
08
行为树基础
行为树（BT）的定义 · 节点类型（控制节点 · 执行节点
行为树基础BT
09
行为树节点详解
Sequence · Fallback · Parallel
行为树节点详解Sequence
10
行为树设计方法
如何将机器人任务分解为行为树 · 行为树与状态机的对比 · 何时选择行为树
行为树设计方法如何将机器人任务…
11
ROS中的行为树实现
使用BehaviorTree.CPP… · 节点注册 · 端口连接
ROS行为树实现
12
行为树与ROS通信
行为树节点如何调用ROS话题 · 服务 · 动作
ROS行为树
13
行为树实战案例
设计一个机器人导航行为树 · 包括避障 · 目标导航
行为树实战案例设计一个机器人导…
14
行为树调试与可视化
使用Groot · BehaviorTree.CPP的日… · 状态监控
行为树调试可视化
15
行为树高级特性
动态修改树结构 · 子树复用 · 运行时节点状态
行为树高级特性动态修改树结构
16
状态机与行为树混合设计
如何将状态机用于高层任务切换 · 行为树用于底层行为执行 · 以及混合架构模式
状态机行为树混合设计
17
任务规划与决策
结合ROS的move_base · navigation2 · 行为树实现任务级规划
任务规划决策
18
行为树与机器学习集成
将强化学习 · 行为克隆等模型封装为行为树节点 · 实现智能决策
行为树机器学习集成
19
状态机与行为树在机器人导航中的应用
覆盖SLAM · 路径规划 · 避障
状态机行为树
20
状态机与行为树在机械臂控制中的应用
包括抓取 · 放置 · 装配等任务的状态/行为设计
状态机行为树
21
状态机与行为树在多机器人协同中的应用
任务分配 · 通信 · 同步
状态机行为树
22
行为树与状态机的性能优化
节点执行效率 · 内存管理 · 实时性
行为树状态机的性能优化
23
行为树与状态机的测试与验证
单元测试 · 集成测试 · 仿真测试（Gazebo）
行为树状态机的测试
24
行为树与状态机的代码组织与工程化
模块化设计 · 配置化 · 版本管理
行为树状态机的代码组织
25
常见问题与解决方案
死锁 · 循环 · 状态丢失
常见问题解决方案
26
行为树与状态机的扩展
自定义节点 · 自定义装饰器 · 自定义状态类型
行为树状态机的扩展
27
实战项目
基于ROS2和BehaviorTre…
实战项目ROS2
28
实战项目
基于ROS1和smach构建一个复杂… · 包含多楼层导航 · 电梯交互
实战项目ROS1
29
综合对比与选型指南
行为树与状态机的优缺点 · 适用场景 · 性能对比
综合对比选型指南
30
课程总结与进阶方向
回顾核心知识 · 推荐学习资源 · 开源项目
课程总结进阶方向