01
课程导论与环境总览
什么是轨迹规划？为什么需要仿真环境？课程目标与整体架构。
导论概览
02
开发环境基石
Ubuntu系统安装与配置、ROS2的安装与核心概念（节点、话题、服务）。
UbuntuROS2
03
Python与C++基础速通
面向轨迹规划的Python与C++核心语法回顾。
PythonC++
04
数学工具库
NumPy、SciPy、Matplotlib在轨迹规划中的基础应用。
NumPySciPy
05
机器人建模基础
URDF文件格式详解，用SolidWorks或Fusion 360导出URDF。
URDF建模
06
ROS2中的机器人描述
使用robot_state_publisher和joint_state_publisher_gui可视化机器人模型。
可视化ROS2
07
运动学基础（上）
正运动学——从关节空间到笛卡尔空间，DH参数法。
正运动学DH
08
运动学基础（下）
逆运动学——数值解法与解析解法，IKFast库的使用。
逆运动学IKFast
09
碰撞检测入门
FCL库的安装与使用，在ROS2中实现简单的自碰撞检测。
FCL碰撞
10
路径规划基础
配置空间（C-Space）概念，栅格法与路标图法。
C-Space栅格法
11
经典路径规划算法（上）
Dijkstra算法与A*算法原理及Python实现。
DijkstraA*
12
经典路径规划算法（下）
RRT与RRT*算法原理及Python实现。
RRTRRT*
13
轨迹生成
时间参数化——梯形速度规划与S形速度规划。
梯形S形
14
轨迹优化
B样条曲线与贝塞尔曲线在轨迹平滑中的应用。
B样条贝塞尔
15
ROS2导航栈（Nav2）初探
架构解析与核心插件介绍。
Nav2导航
16
搭建第一个仿真世界
使用Gazebo创建静态障碍物环境。
Gazebo仿真
17
传感器仿真
在Gazebo中为机器人添加激光雷达（LiDAR）与深度相机。
LiDAR深度相机
18
SLAM与地图构建
使用Cartographer或SLAM Toolbox构建环境地图。
SLAMCartographer
19
全局路径规划器配置
在Nav2中配置A*/RRT*规划器。
全局规划Nav2
20
局部路径规划器配置
DWA与TEB算法原理及参数调优。
DWATEB
21
控制接口
编写ROS2控制器节点，将速度指令发送给Gazebo中的机器人。
控制器ROS2
22
状态估计与滤波
卡尔曼滤波与粒子滤波在定位中的应用。
卡尔曼粒子滤波
23
多机器人协同规划
基于ROS2的多机器人系统搭建与避碰策略。
多机器人协同
24
机械臂轨迹规划（上）
MoveIt2框架安装与配置。
MoveIt2机械臂
25
机械臂轨迹规划（下）
在MoveIt2中实现笛卡尔空间规划与避障。
笛卡尔避障
26
仿真加速与批处理
使用ROS2的Bag文件记录与回放数据，进行离线测试。
Bag离线
27
性能评估与可视化
绘制轨迹误差、计算时间、成功率等指标。
评估可视化
28
硬件在环仿真（HIL）
将仿真中的规划结果部署到真实机器人控制器。
HIL部署
29
综合实战（上）
设计一个完整的仓储机器人拣选任务场景。
实战仓储
30
综合实战（下）
集成所有模块，完成从感知到规划到控制的闭环仿真。
闭环全栈