第1章
避障概述
什么是避障 · 应用场景 · 课程目标与学习路径
入门概览
第2章
传感器基础
超声波/红外原理与选型 · 激光雷达(LiDAR)简介
硬件选型
第3章
传感器数据采集
Arduino读取超声波 · Python读取激光雷达 · 数据滤波基础
编程滤波
第4章
坐标系与空间建模
机器人坐标系 · 障碍物坐标转换 · 栅格地图基础
数学地图
第5章
静态避障算法
Bug算法(Bug0/1/2) · 算法优缺点分析
算法经典
第6章
势场法避障
人工势场法原理 · 引力斥力计算 · 局部极小值问题
势场优化
第7章
动态避障算法
速度障碍法(VO) · DWA原理 · DWA参数详解
动态DWA
第8章
路径规划基础
Dijkstra · A*算法原理 · A*在避障中的应用
规划A*
第9章
混合算法
TEB算法原理 · TEB参数影响 · 实际调参
TEB混合
第10章
ROS导航栈
Navigation Stack · move_base · costmap · 规划器
ROS导航
第11章
参数整定基础
什么是参数整定 · 目标 · 手动 vs 自动整定
基础方法论
第12章
PID控制与避障
PID原理 · P/I/D参数影响 · 位置式与增量式
控制PID
第13章
DWA参数整定实战
最大速度/加速度 · 旋转速度 · 预测时间(Sim Time)
DWA调参
第14章
TEB参数整定实战
轨迹时间分辨率 · 优化权重 · 障碍物距离权重
TEB权重
第15章
代价地图参数整定
膨胀半径 · 代价缩放因子 · 障碍物层与静态层
costmap膨胀
第16章
传感器噪声与鲁棒性
噪声模型 · 卡尔曼/粒子滤波 · 鲁棒性测试
滤波鲁棒
第17章
仿真环境搭建
Gazebo配置 · 自定义障碍物场景 · 仿真vs实车
仿真Gazebo
第18章
场景一：狭窄走廊避障
参数整定策略 · 常见问题与解决方案
走廊实战
第19章
场景二：动态行人避障
参数整定 · 速度与安全距离平衡
行人动态
第20章
场景三：U型陷阱避障
参数整定策略 · 局部极小值逃逸
陷阱逃逸
第21章
场景四：密集障碍物区
参数整定 · 全局与局部规划器协同
密集协同
第22章
场景五：高速移动避障
参数整定 · 响应速度与稳定性权衡
高速权衡
第23章
多传感器融合避障
激光+视觉 · 超声波+红外 · 融合参数整定
融合多传感
第24章
机器学习在避障中的应用
强化学习基础 · DQN策略 · 参数与模型关系
MLDQN
第25章
实车部署与调试
仿真到实车迁移 · 调试流程 · 日志分析
实车部署
第26章
性能评估指标
成功率 · 路径长度 · 时间消耗 · 平滑度
评估指标
第27章
自动化参数整定
贝叶斯优化 · 遗传算法 · 自动调参工具
自动优化
第28章
避障系统安全设计
故障安全 · 传感器失效处理 · 紧急制动
安全失效
第29章
前沿趋势
端到端避障 · 多机器人协同 · 语义避障
前沿趋势
第30章
综合实战项目
搭建完整避障系统 · 参数整定到部署 · 总结展望
项目综合