第1章
课程导学与环境总览
ROS2与自动驾驶仿真概览 · 课程目标 · 学习路径 · Ubuntu与ROS2 Humble安装 · 系统验证
环境入门
第2章
ROS2核心概念速通
节点 · 话题 · 服务 · 动作 · 参数的概念与实操 · rqt_graph可视化
核心通信
第3章
ROS2开发环境配置
VS Code + ROS2插件 · colcon构建工具 · 工作空间创建 · 功能包创建与编译
工具配置
第4章
Python与C++节点编写实战
Publisher与Subscriber的Python/C++实现 · 自定义消息接口
编程接口
第5章
ROS2 Launch文件与参数服务器
多节点启动 · 参数动态配置 · 命名空间与重映射
启动参数
第6章
自动驾驶仿真平台选型
Gazebo · CARLA · AirSim对比 · CARLA安装与基础环境搭建
仿真选型
第7章
CARLA基础操作与Python API
CARLA世界 · 蓝图库 · 生成车辆 · 传感器 · 天气控制
CARLAAPI
第8章
ROS2与CARLA桥接
ros-bridge安装与配置 · 话题映射 · 传感器数据流对接
桥接数据流
第9章
车辆动力学模型与传感器仿真
车辆模型 · IMU · GPS · 激光雷达 · 摄像头仿真参数配置
动力学传感器
第10章
高精地图与导航
OpenDRIVE地图格式 · CARLA地图加载 · 车道线提取 · 坐标变换
地图导航
第11章
定位模块
GNSS+IMU融合定位 · 卡尔曼滤波原理 · robot_localization包使用
定位滤波
第12章
感知模块之激光雷达
点云数据解析 · PCL库 · 地面分割 · 障碍物聚类
激光雷达点云
第13章
感知模块之摄像头
图像采集 · YOLOv8目标检测 · ROS2集成 · 可视化
视觉YOLO
第14章
感知模块之融合
多传感器时间同步 · 空间对齐 · 目标级融合策略
融合多传感器
第15章
预测模块
基于卡尔曼滤波的目标跟踪 · 轨迹预测 · 行为预测简介
预测跟踪
第16章
规划模块之全局路径规划
A*算法 · Dijkstra · Lanelet2地图 · ROS2 Nav2全局规划器
全局规划A*
第17章
规划模块之局部路径规划
DWA · TEB · MPC原理 · 动态避障
局部规划避障
第18章
控制模块
PID控制器 · Stanley控制器 · Pure Pursuit · ROS2 control
控制PID
第19章
决策模块
有限状态机 · 行为树 · 场景决策（变道、跟车、停车）
决策行为树
第20章
场景搭建与测试用例设计
十字路口 · 环岛 · 高速汇入 · 行人横穿
场景测试
第21章
仿真运行全流程集成（上）
启动CARLA · 加载地图 · 生成车辆与传感器
集成启动
第22章
仿真运行全流程集成（中）
启动定位 · 感知 · 预测模块
集成感知
第23章
仿真运行全流程集成（下）
启动规划 · 控制 · 决策模块 · 车辆自主行驶
集成自主行驶
第24章
可视化与调试
RViz2配置 · Foxglove Studio · 日志分析 · 性能监控
可视化调试
第25章
性能优化与实时性
节点执行器 · 组件节点 · 零拷贝传输 · QoS配置
优化实时
第26章
多车协同仿真
CARLA多客户端 · V2X通信 · 编队行驶
多车协同
第27章
闭环测试与回归测试
场景复现 · 自动化测试框架 · 评价指标
测试回归
第28章
数据采集与回放
rosbag录制 · 传感器数据集生成 · 离线调试
数据回放
第29章
项目实战：园区无人配送车仿真
完整流程 · 园区场景 · 无人配送
实战项目
第30章
课程总结与进阶方向
行业趋势 · Autoware · Apollo对比 · 学习资源推荐
总结进阶