运动规划实战精讲：无人船篇
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以全驱动、欠驱动无人船为研究对象，详细介绍路径规划(混合Astar等)；轨迹规划(LOS制导等)；轨迹优化(贝塞尔曲线等)；跟踪控制(PID、LQR、MPC等)。订阅后私信或在文章底部/博客主页联系博主进入技术交流群(不含配套代码)
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Mr.Winter`
同济大学控制科学与工程硕士，机器人算法工程师，主攻机器人运动规划方向，业余丰富各种技术栈。优快云原力计划作者、官方内容合伙人；2023新星计划Pytorch赛道导师
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无人船 | 基于ROS的轻量级多无人艇自主导航仿真框架
无人水面艇USV是海上自主无人系统的关键组成部分，在民用、军用领域应用广泛，例如海上救援、水质测量、扫雷反潜等，因此对USV导航算法的研究具有重要意义。为了便于进行USV相关算法的验证与部署，本文介绍的这套基于ROS的多无人艇的自主导航仿真平台，轻量化地实现了建图、规划、控制等多种功能，同时自研框架保证了功能的高度可拓展和可定制原创 2025-03-24 09:24:20 · 6373 阅读 · 16 评论 -
无人船 | 图解推导三自由度USV的运动学和动力学建模
本文从六自由度无人船的定义出发，详细推到了USV的运动学和动力学模型，为USV规划、控制算法设计打下基础原创 2025-01-06 10:51:07 · 7541 阅读 · 13 评论 -
无人船 | 图解基于视线引导(LOS)的无人艇制导算法
视线引导法(Line of Sight, LOS)制导的核心原理是驱动USV的艏摇角精确对准视线角并对其进行适当的航速控制，引导USV到达期望的路径点实现轨迹跟踪。本文以无人船为被控对象，详细推导LOS制导原理，并提供稳定性证明原创 2025-04-14 09:14:54 · 4724 阅读 · 13 评论 -
无人船 | 图解基于PID控制的路径跟踪算法(以全驱动无人艇WAMV为例)
全驱动无人船路径跟踪控制通过三自由度独立调节实现精确轨迹跟随，其核心在于建立基于运动学模型的PID多环控制架构。系统将船体运动解耦为纵向推进、横向位移与航向调整三个正交自由度，每个自由度采用独立的PID控制器生成推力指令，形成闭环反馈控制回路。本文图解基于PID的无人船路径跟踪算法原理，并通过跟踪效果分析验证算法效果原创 2025-04-21 09:40:05 · 3754 阅读 · 17 评论 -
无人船 | 图解基于PID控制的路径跟踪算法(以欠驱动无人艇Otter为例)
欠驱动无人船路径跟踪控制通过二自由度独立调节实现精确轨迹跟随，其核心在于建立基于运动学模型的PID多环控制架构。系统将船体运动解耦为纵向推进与航向调整三个正交自由度，每个自由度采用独立的PID控制器生成推力指令，形成闭环反馈控制回路。本文图解基于PID的欠驱动无人船路径跟踪算法原理，并通过跟踪效果分析验证算法效果原创 2025-04-23 19:26:24 · 3148 阅读 · 10 评论 -
无人船 | 图解基于LQR控制的路径跟踪算法(以全驱动无人艇WAMV为例)
若系统动力学特性可以用一组线性微分方程表示，且性能指标为状态变量和控制变量的二次型函数，则此类最优控制问题称为线性二次型问题。LQR是求解线性二次型问题常用的求解方法之一。本文详细推导离散黎卡提迭代方程，以及全驱动无人艇WAMV的LQR算法，并进行仿真验证原创 2025-04-28 09:32:47 · 3931 阅读 · 13 评论 -
无人船 | 图解基于LQR控制的路径跟踪算法(以欠驱动无人艇Otter为例)
若系统动力学特性可以用一组线性微分方程表示，且性能指标为状态变量和控制变量的二次型函数，则此类最优控制问题称为线性二次型问题。LQR是求解线性二次型问题常用的求解方法之一。本文详细推导离散黎卡提迭代方程，以及欠驱动无人艇Otter的LQR算法，并进行仿真验证原创 2025-07-31 09:06:07 · 3407 阅读 · 6 评论 -
无人船 | 图解基于MPC控制的路径跟踪算法(以全驱动无人艇WAMV为例)
本文详细推导模型预测控制原理，以及基于全驱动无人艇WAMV的MPC算法，并进行仿真验证原创 2025-11-10 10:21:20 · 1721 阅读 · 5 评论