01
路径跟踪控制概述
什么是路径跟踪控制 · 路径跟踪与轨迹跟踪的区别 · 应用场景（自动驾驶、机器人导航、无人机飞行）
概念应用
02
路径表示方法
数学表示（直线、圆弧、多项式曲线）· 离散化与插值 · Frenet坐标系与笛卡尔坐标系
数学坐标系
03
车辆运动学模型
自行车模型（Bicycle Model）· 运动学方程推导 · 前轮转向与后轮驱动模型
模型运动学
04
纯跟踪控制（Pure Pursuit）
基本原理 · 前视距离的选择 · 算法实现步骤 · 优缺点分析
控制几何
05
Stanley控制
横向误差与航向误差 · 算法实现步骤 · 与Pure Pursuit对比
控制对比
06
模型预测控制（MPC）入门
MPC基本思想 · 预测模型 · 滚动优化 · 反馈校正
MPC优化
07
线性时变MPC（LTV-MPC）
线性化方法 · 约束处理 · QP求解器简介
LTVQP
08
非线性MPC（NMPC）
非线性模型处理 · 实时性挑战 · 常用求解器（ACADO、CasADi）
NMPC求解器
09
PID控制在路径跟踪中的应用
位置式PID与增量式PID · 参数整定方法 · 抗积分饱和
PID整定
10
LQR控制在路径跟踪中的应用
LQR基本原理 · 状态反馈设计 · 与MPC对比
LQR最优控制
11
路径跟踪中的误差分析
横向误差 · 纵向误差 · 航向误差 · 曲率误差
误差分析
12
路径跟踪中的稳定性分析
李雅普诺夫稳定性 · 输入到状态稳定性（ISS）
稳定性理论
13
路径平滑处理
B样条曲线 · 贝塞尔曲线 · 最小 jerk 轨迹
平滑曲线
14
速度规划与路径跟踪的耦合
速度曲线生成 · 速度与转向的协调控制
速度协调
15
考虑车辆动力学约束
轮胎侧偏特性 · 侧向加速度限制 · 转向速率限制
动力学约束
16
路径跟踪中的时延补偿
传感器时延 · 执行器时延 · Smith预估器
时延补偿
17
多传感器融合在路径跟踪中的应用
GPS/IMU融合 · 视觉里程计 · 激光雷达定位
融合定位
18
路径跟踪中的鲁棒控制
参数不确定性 · 外部扰动 · H∞控制简介
鲁棒H∞
19
自适应路径跟踪控制
参数自适应律 · 模型参考自适应控制（MRAC）
自适应MRAC
20
路径跟踪中的学习控制
迭代学习控制（ILC）· 强化学习初步应用
学习ILC
21
基于视觉的路径跟踪
车道线检测 · 视觉伺服控制 · 透视变换
视觉车道线
22
基于GPS的路径跟踪
RTK-GPS定位 · 航向角估计 · 大地坐标系转换
GPSRTK
23
阿克曼转向几何
阿克曼原理 · 转向梯形设计 · 内轮差与外轮差
转向几何
24
差速转向模型
双轮差速模型 · 运动学解算 · 在AGV中的应用
差速AGV
25
四轮独立转向控制
四轮转向模型 · 蟹行模式 · 斜行模式
四轮转向模式
26
路径跟踪控制器参数自整定
基于梯度下降的参数优化 · 贝叶斯优化
自整定优化
27
路径跟踪中的安全策略
紧急避障 · 安全距离保持 · 功能安全（ISO 26262）
安全ISO 26262
28
路径跟踪仿真环境搭建
MATLAB/Simulink仿真 · CARLA模拟器 · Gazebo仿真
仿真CARLA
29
路径跟踪控制器的硬件在环测试
HIL测试原理 · 实时系统（dSPACE、NI）
HILdSPACE
30
路径跟踪控制工程实践案例
园区无人车 · 仓库AGV · 高速公路自动驾驶
实践案例