第01章
课程导论与鲁棒性基础
局部路径规划概述 · 鲁棒性的定义与重要性 · 常见干扰类型 · 课程目标与学习路径
导论基础
第02章
传感器噪声建模与滤波
高斯噪声、椒盐噪声模型 · 卡尔曼滤波原理 · 扩展卡尔曼滤波在定位中的应用
滤波传感器
第03章
动态障碍物运动预测
匀速/匀加速模型 · 交互多模型(IMM) · 基于社会力的行人轨迹预测 · LSTM入门
预测动态
第04章
代价函数设计与鲁棒性
传统代价函数局限性 · 鲁棒核函数(Huber Loss) · 动态权重调整策略
代价函数核函数
第05章
搜索算法的鲁棒性增强
Dijkstra/A*动态失效分析 · D* Lite原理与实现 · 增量式搜索优势
搜索D* Lite
第06章
采样算法的鲁棒性增强
RRT/RRT*狭窄通道问题 · Informed RRT* · 势场引导采样策略
采样RRT
第07章
优化算法的鲁棒性增强
梯度下降非凸陷阱 · 拟牛顿法(BFGS) · 约束优化(SQP)处理硬约束
优化BFGS
第08章
时间弹性带(TEB)算法详解
TEB基本原理 · 多目标优化框架 · 实时性调优 · 动态障碍物变种
TEB弹性带
第09章
模型预测控制(MPC)路径规划
MPC基本原理 · 线性/非线性MPC · 鲁棒性设计(软约束、终端代价) · 效率优化
MPC预测控制
第10章
行为预测与交互感知规划
博弈论交互模型 · 社会兼容性约束 · 预测-规划联合优化
交互博弈
第11章
不确定性量化与风险感知规划
概率图模型 · 条件风险价值(CVaR) · 鲁棒优化与随机优化对比
不确定性风险
第12章
多传感器融合提升鲁棒性
激光雷达与视觉融合 · IMU与里程计融合 · 扩展卡尔曼滤波融合框架
融合EKF
第13章
局部地图构建与维护
占据栅格地图 · TSDF地图 · 动态地图更新 · 一致性维护
地图TSDF
第14章
回环检测与重定位
基于外观的回环检测 · 位姿图优化 · 重定位触发重规划
回环重定位
第15章
故障检测与恢复机制
规划器状态监控 · 执行器故障检测 · 安全停车与紧急避障 · 降级运行
故障安全
第16章
仿真环境搭建与测试
Gazebo/CoppeliaSim · 传感器噪声模拟 · 动态障碍物脚本 · 自动化测试
仿真测试
第17章
硬件在环测试
真实传感器数据回放 · 硬件接口适配 · 实时性压力测试 · 鲁棒性边界测试
硬件在环HIL
第18章
案例研究：自动驾驶局部规划
Apollo EM Planner鲁棒性分析 · 百度Apollo框架解读 · 实际路测问题
自动驾驶Apollo
第19章
案例研究：服务机器人导航
ROS Navigation Stack鲁棒性分析 · 动态避障实战 · 多机器人协同
服务机器人ROS
第20章
案例研究：无人机编队飞行
分布式规划鲁棒性 · 通信延迟补偿 · 编队保持与避碰
无人机编队
第21章
鲁棒性评估指标体系
成功率 · 平均规划时间 · 最大偏离距离 · 碰撞率 · 鲁棒性评分函数
评估指标
第22章
参数自动调优
贝叶斯优化 · 遗传算法调参 · 基于强化学习的参数自适应
调优贝叶斯
第23章
对抗性攻击与防御
对抗性样本生成 · 规划器鲁棒性验证 · 防御性规划策略
对抗防御
第24章
基于学习的鲁棒规划
模仿学习 · 深度强化学习(DRL)规划器 · 域随机化训练技巧
学习DRL
第25章
安全关键系统设计
功能安全标准(ISO 26262) · ASIL等级与规划器设计 · 冗余规划架构
安全ISO 26262
第26章
实时操作系统(RTOS)与规划
实时调度策略 · 任务优先级设计 · 时间确定性规划
RTOS实时
第27章
边缘计算与规划
模型压缩 · 推理加速 · 端侧部署的鲁棒性挑战
边缘计算部署
第28章
未来趋势与前沿
端到端规划 · 神经符号规划 · 鲁棒性与可解释性
前沿趋势
第29章
综合项目实战
需求分析 · 方案设计 · 代码实现 · 鲁棒性测试与优化
项目实战
第30章
课程总结与进阶路径
核心知识回顾 · 推荐书籍与论文 · 开源项目推荐 · 社区交流
总结进阶