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学习笔记 / 水下机器人 GNC

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第零章｜零基础数学与阅读方法

  1. 如何学习：顺序、符号与单位
  2. 00.1｜从三个数字开始：单位、向量与点乘叉乘
  3. 00.2｜从每秒变化开始：导数、积分与一拍预测
  4. 00.3｜从解两个未知数开始：矩阵、秩与状态空间

第一章｜坐标、动力学、辨识与推进器分配

  1. 01.1｜先把一个向量说清楚：坐标、姿态与传感器杆臂
  2. 01.2｜从牛顿—欧拉到海洋六自由度：每一项从哪里来
  3. 01.3｜从日志到模型：最小二乘、激励与残差
  4. 01.4｜从六轴需求到八台推进器：几何、伪逆与故障约束

02｜传感器融合：从物理量到可信状态

  1. 02.1｜先让每个数字有物理意义：传感器、坐标、单位与时间
  2. 02.2｜从两个不确定数字推导卡尔曼滤波，而不是背五条公式
  3. 02.3｜非线性到15维误差状态：逐块写出 F、G、注入和重置
  4. 02.4｜DVL不是绝对位置：体轴观测、杆臂、质量与延迟融合
  5. 02.5｜失锁时估计器知道什么：可观测性、协方差与因子图延伸

03｜控制：从离散 PID、串级稳定性到扰动观测与约束 MPC

  1. 03.1｜从一轴动力学推到可运行的离散 PID
  2. 03.2｜位置 P、速度 PI：为什么两个稳定环接起来仍须证明
  3. 03.3｜从模型残差到扰动观测器：估计未知作用，而不是盲目加积分
  4. 03.4｜从预测方程推到有约束 QP：MPC 究竟每一步在解什么

04 规划、制导、视觉与系统契约

  1. 04.1 从有体积的机器人到 A*：地图、代价与最短路证明
  2. 04.2 LOS 从投影到横向误差动力学：前视、横流与三维制动
  3. 04.3 从针孔成像手推视觉伺服：每一列雅可比在说什么
  4. 04.4 环绕不是横移：径向收敛、切向运动与视线前馈
  5. 04.5 最后一公里：时间契约、监督状态机与 MAVLink 接收语义

05｜模型驱动抗扰实验室：推导、C++ 验证与八推进器仿真

  1. 05.1｜选一艘真实开源八推 ROV：从 SDF 到状态空间
  2. 05.2｜为什么能估计扰动：可观测性、状态反馈与 Lyapunov 逐步证明
  3. 05.3｜从 C++ 小实验走到 Gazebo／ArduSub SITL／ROS 2

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