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航迹规划从入门到精通

共计 30 章节
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01
课程导入
航迹规划的定义 · 发展历程 · 应用领域（无人机
课程导入航迹规划的定义
02
数学基础
坐标系与变换（世界系 · 机体系 · 地图系）
数学基础坐标系
03
环境建模
栅格地图 · 八叉树地图 · 拓扑地图
环境建模栅格地图
04
路径规划问题定义
起点与终点 · 约束条件（运动学 · 动力学
路径规划问题定义起点
05
经典图搜索算法
Dijkstra算法原理 · 实现步骤 · 优缺点及适用场景
经典图搜索算法Dijkstra
06
启发式搜索算法
A*算法原理 · 启发函数设计（曼哈顿 · 欧氏
启发式搜索算法A*算法原理
07
动态规划与状态空间搜索
动态规划思想在航迹规划中的应用 · 状态空间离散化 · 多阶段决策
动态规划状态空间搜索
08
采样规划算法
快速随机搜索树（RRT）原理 · RRT*算法 · 概率完备性与渐进最优性
采样规划算法RRT
09
概率路线图（PRM）
构建图 · 查询路径 · 参数选择
PRM概率路线图
10
智能优化算法
遗传算法（GA） · 粒子群优化（PSO） · 蚁群算法（ACO）在航迹规划中的编码…
智能优化算法GA
11
人工势场法
引力场与斥力场构建 · 局部极小问题及改进方法（如随机扰动 · 虚拟目标）
人工势场法引力场
12
轨迹生成与平滑
B样条曲线 · 贝塞尔曲线 · 多项式轨迹
轨迹生成平滑
13
运动学约束规划
Dubins曲线 · Reeds-Shepp曲线 · 车辆运动学模型（自行车模型
运动学约束规划Dubins
14
动力学约束规划
考虑加速度 · 速度 · 角速度限制的轨迹优化
动力学约束规划考虑加速度
15
多目标优化
航迹长度 · 安全性 · 隐蔽性
多目标优化航迹长度
16
动态环境规划
动态障碍物预测 · 速度障碍法（VO） · 时间窗规划
动态环境规划动态障碍物预测
17
不确定性处理
传感器噪声 · 定位误差 · 环境不确定性
不确定性处理传感器噪声
18
实时规划与局部规划
全局规划与局部规划结合 · 动态窗口法（DWA） · 模型预测控制（MPC）在轨迹跟踪中的…
实时规划局部规划
19
三维航迹规划
三维空间建模 · 地形跟随 · 空域约束
三维航迹规划三维空间建模
20
多无人机协同规划
多机编队 · 任务分配 · 避碰协调
多无人机协同规划多机编队
21
航迹规划软件工具
ROS导航栈（move_base） · MATLAB路径规划工具箱 · Python库（NetworkX
航迹规划软件工具ROS
22
案例实战
基于栅格地图的A*算法实现（Pyth… · 包括代码结构 · 可视化与调试
案例实战Pyth
23
案例实战
基于RRT*的无人机三维航迹规划 · 处理复杂障碍物环境
案例实战RRT
24
案例实战
自动驾驶车辆在城市道路中的轨迹规划 · 结合车道线 · 交通规则与动态车辆
案例实战自动驾驶车辆
25
案例实战
多机器人协同搜索与路径规划 · 任务分配与避碰
案例实战多机器人协同搜索
26
常见问题与调试
算法不收敛 · 路径不平滑 · 陷入局部最优
常见问题调试
27
性能评估与优化
规划时间 · 路径长度 · 成功率
性能评估优化
28
前沿技术
深度学习在航迹规划中的应用（模仿学习 · 强化学习） · 基于学习的预测与规划
前沿技术深度学习
29
综合项目实战
设计一个完整的航迹规划系统 · 从环境建模到路径生成与跟踪 · 涵盖需求分析
综合项目实战设计一个完整的航…
30
课程总结与进阶方向
知识体系回顾 · 常见误区 · 未来研究方向（如自主导航
课程总结进阶方向