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Plane自主航线规划与飞行控制

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 课程结构 · Plane自主航线规划与飞行控制的整…
课程导入学习目标
02
基础知识
固定翼飞机与多旋翼的飞行原理差异 · 坐标系（机体 · 地面
基础知识固定翼飞机
03
飞行控制系统架构
传感器（GPS · IMU · 气压计
飞行控制系统架构GPS
04
航线规划基础
航点（Waypoint） · 航线（Route） · 航段（Leg）
航线规划基础Waypoint
05
地图与地理数据
常用地图投影（UTM · WGS84） · 高程数据（DEM）
地图地理数据
06
航线规划算法入门
直线插补 · 圆弧过渡 · Dubins路径
航线规划算法入门直线插补
07
约束条件建模
飞机性能约束（最小转弯半径 · 最大爬升率） · 空域约束
约束条件建模飞机性能约束
08
路径搜索算法
A* · Dijkstra · RRT
路径搜索算法A*
09
轨迹优化方法
B样条曲线 · 贝塞尔曲线 · 最小化能量/时间/抖动的轨迹平滑与优…
轨迹优化方法B样条曲线
10
动态避障与重规划
基于雷达/视觉的障碍物检测 · 局部路径规划（如VFH · DWA）
动态避障重规划
11
飞行控制基础
PID控制器原理 · 内环（姿态）与外环（位置）控制结构 · 调参方法
飞行控制基础PID
12
固定翼控制模型
纵向与横向动力学模型 · 升降舵/副翼/方向舵的控制分配 · 增稳系统
固定翼控制模型纵向
13
多旋翼控制模型
四旋翼动力学 · 电机混控 · 姿态解算与位置控制
多旋翼控制模型四旋翼动力学
14
航迹跟踪控制
L1导航 · 纯追踪（Pure Pursuit） · 模型预测控制（MPC）在航迹跟踪中的…
航迹跟踪控制L1
15
风场建模与补偿
风对航线的影响 · 风场估计（如风速风向） · 前馈补偿与自适应控制
风场建模补偿
16
任务规划与调度
多任务点排序（TSP） · 时间窗约束 · 燃料/电量约束下的任务分配
任务规划调度
17
仿真环境搭建
使用Gazebo · AirSim · FlightGear等仿真器
仿真环境搭建Gazebo
18
实机系统集成
飞控固件（ArduPilot/PX4… · 地面站（QGroundControl… · 数传与遥控链路
实机系统集成ArduPilot/PX…
19
案例实战
固定翼测绘航线规划——覆盖区域扫描 · 航向重叠率设置 · 转弯策略与效率优化
案例实战固定翼测绘航线规…
20
案例实战
多旋翼物流配送航线规划——起降点设置 · 动态避障 · 应急返航逻辑
案例实战多旋翼物流配送航…
21
案例实战
复杂地形下的航线规划——山区/城市峡…
案例实战复杂地形下的航线…
22
案例实战
编队飞行航线规划——多机协同 · 队形保持 · 通信约束下的路径协调
案例实战编队飞行航线规划
23
常见问题
GPS信号丢失 · 磁罗盘干扰 · 气压计漂移等传感器故障下的航线规划与…
常见问题GPS
24
常见问题
航线偏离 · 振荡 · 超调等控制问题分析与调参技巧
常见问题航线偏离
25
常见问题
计算资源限制下的实时规划与优化策略（… · 增量式重规划）
常见问题计算资源限制下的…
26
安全与合规
适航法规 · 空域申请 · 应急处理（返航
安全合规
27
性能评估与测试
航线规划质量指标（路径长度 · 平滑度 · 安全性）
性能评估测试
28
前沿技术
基于深度学习的端到端航线规划 · 强化学习在飞行控制中的应用 · 数字孪生与云规划
前沿技术基于深度学习的端…
29
综合项目
设计一个完整的自主航线规划与飞行控制… · 从需求分析 · 算法选型
综合项目设计一个完整的自…
30
课程总结与进阶
知识体系回顾 · 常见误区 · 学习资源推荐
课程总结进阶