(适合有一定编程基础、希望深入机器人软件系统开发的工程师或学生)。主要内容围绕机器人操作系统(以ROS为主)、感知与控制软件开发、路径规划与AI应用、系统集成与项目实践等,兼顾理论与实操。
第一天:机器人软件开发基础与环境搭建
培训开场与课程安排
1. 学员背景了解与目标梳理
2. 课程结构和知识路线图
机器人软件系统概述
1. 软件在机器人系统中的作用
2. 主流开发平台与开源框架(ROS, ROS2, VREP, Gazebo等)概览
开发环境搭建
1. Linux基础与开发工具配置
2. ROS/ROS2安装与catkin/colcon工作空间搭建
3. 基本开发工具(编辑器、源码管理、调试工具等)
ROS基础编程(一)——节点与话题
1. ROS核心概念(节点、话题、消息)
2. 编写第一个ROS节点(C++/Python)
3. 发布/订阅消息与数据流动演示
实验:Hello ROS世界
1. 动手实现节点的消息通信练习
2. 使用rqt和rosbag进行调试与数据记录
第二天:机器人感知与传感器软件开发
ROS进阶编程(二)——服务与参数
1. 服务(Service)、参数(Parameter Server)机制
2. 典型服务调用与参数配置实践
传感器软件接口开发
1. 常用传感器驱动(激光、摄像头、IMU、超声波/红外等)介绍
2. ROS下传感器数据的采集、发布与可视化
3. 多线程/异步处理框架简介
机器人感知数据处理
1. 基本数据滤波与传感器融合方法
2. OpenCV集成与图像处理基础(图像采集、显示、简单识别)
实验:环境感知程序开发
1. 编写采集并处理传感器数据的ROS节点
2. 传感器数据在RViz中的可视化
第三天:运动控制、路径规划与仿真
机器人运动控制基础
1. 运动学模型简述
2. ROS中的运动控制(cmd_vel、control node等)
路径规划与导航
1. 经典导航与路径规划算法(A#42;、Dijkstra、拓展介绍RRT等)
2. ROS导航(navigation stack)组件详解
机器人仿真平台
1. Gazebo仿真原理与环境搭建
2. 加载机器人模型,仿真与可视化
3. Gazebo与ROS的集成
实验:机器人虚拟运动与导航
1. 配置并运行导航仿真实验
2. 路径规划与控制节点实战
第四天:AI/智能应用、系统集成与项目实战
机器人高阶智能应用
1. 简单AI算法(如目标检测、语音识别)在机器人中的接入概览
2. 语音、视觉等第三方AI服务集成
多传感器、多节点系统整合
1. 多节点协作开发与系统部署
2. launch文件、参数组织、系统调试方法
软件架构设计与优化
1. 消息同步与时间戳管理
2. 软件模块解耦、代码结构优化建议
3. 单元测试与持续集成简介
综合项目实践
1. 典型项目开发流程:需求→方案设计→代码实现→联调测试
2. 项目案例(如小车自主导航、巡线机器人、视觉识别避障等)实操
3. 阶段目标分组完成、现场演示
答疑
如需针对某种机器人类型(如移动底盘、机械臂)、某一语言(Python/C++)、或专注于某类功能(如感知/AI/运动控制)进一步细化子目录,请随时告知!