機器人軟件開發培訓

?（適合有一定編程基礎、希望深入機器人軟件系統開發的工程師或學生）。主要內容圍繞機器人操作系統（以ROS為主）、感知與控制軟件開發、路徑規劃與AI應用、系統集成與項目實踐等，兼顧理論與實操。

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第一天：機器人軟件開發基礎與環境搭建

培訓開場與課程安排

1.?學員背景了解與目標梳理

2.?課程結構和知識路線圖

機器人軟件系統概述

1.?軟件在機器人系統中的作用

2.?主流開發平臺與開源框架（ROS, ROS2, VREP, Gazebo等）概覽

開發環境搭建

1.?Linux基礎與開發工具配置

2.?ROS/ROS2安裝與catkin/colcon工作空間搭建

3.?基本開發工具（編輯器、源碼管理、調試工具等）

ROS基礎編程（一）——節點與話題

1.?ROS核心概念（節點、話題、消息）

2.?編寫第一個ROS節點（C++/Python）

3.?發布/訂閱消息與數據流動演示

實驗：Hello ROS世界

1.?動手實現節點的消息通信練習

2.?使用rqt和rosbag進行調試與數據記錄

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第二天：機器人感知與傳感器軟件開發

ROS進階編程（二）——服務與參數

1.?服務（Service）、參數（Parameter Server）機制

2.?典型服務調用與參數配置實踐

傳感器軟件接口開發

1.?常用傳感器驅動（激光、攝像頭、IMU、超聲波/紅外等）介紹

2.?ROS下傳感器數據的采集、發布與可視化

3.?多線程/異步處理框架簡介

機器人感知數據處理

1.?基本數據濾波與傳感器融合方法

2.?OpenCV集成與圖像處理基礎（圖像采集、顯示、簡單識別）

實驗：環境感知程序開發

1.?編寫采集并處理傳感器數據的ROS節點

2.?傳感器數據在RViz中的可視化

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第三天：運動控制、路徑規劃與仿真

機器人運動控制基礎

1.?運動學模型簡述

2.?ROS中的運動控制（cmd_vel、control node等）

路徑規劃與導航

1.?經典導航與路徑規劃算法（A#42;、Dijkstra、拓展介紹RRT等）

2.?ROS導航（navigation stack）組件詳解

機器人仿真平臺

1.?Gazebo仿真原理與環境搭建

2.?加載機器人模型，仿真與可視化

3.?Gazebo與ROS的集成

實驗：機器人虛擬運動與導航

1.?配置并運行導航仿真實驗

2.?路徑規劃與控制節點實戰

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第四天：AI/智能應用、系統集成與項目實戰

機器人高階智能應用

1.?簡單AI算法（如目標檢測、語音識別）在機器人中的接入概覽

2.?語音、視覺等第三方AI服務集成

多傳感器、多節點系統整合

1.?多節點協作開發與系統部署

2.?launch文件、參數組織、系統調試方法

軟件架構設計與優化

1.?消息同步與時間戳管理

2.?軟件模塊解耦、代碼結構優化建議

3.?單元測試與持續集成簡介

綜合項目實踐

1.?典型項目開發流程：需求→方案設計→代碼實現→聯調測試

2.?項目案例（如小車自主導航、巡線機器人、視覺識別避障等）實操

3.?階段目標分組完成、現場演示

答疑

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如需針對某種機器人類型（如移動底盤、機械臂）、某一語言（Python/C++）、或專注于某類功能（如感知/AI/運動控制）進一步細化子目錄，請隨時告知！

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