机器人入门

概述

  • 机器人是一个复杂系统,对理论和工程知识的要求综合度是非常高的,如果你没有足够的激情,不断学习的心态,独立解决困难的决心,建议你还是不要入这个神坑。
  • 即使你有上述的基本素质,机器人也不是想玩就能玩的,至少不是你有钱买个平台你就有能力玩起来的, 虽然我自己也很菜, 但是我还是得给新手指指方向。我觉得如果你能满足以下条件再开始你的HandsFree开发之旅会比较好一点。
    • 编程功底要够好 编程就和学英语一样,需要你在平时的科研进程中不断学习和练习,没有最强只有更强,不懂计算机语言永远别想踏进IT世界,而然编程语言多如牛毛,不同领域的软件工程师有不同的选择,也很难划定界限。如果你以后要搞机器人系统,机器学习,计算机视觉 ,我建议要掌握好C++ 和 python , 特别是如果你是走工程路线的话,那么C++一定要非常好,这也是学ROS HandsFree 必过的一关。具体可以参考C++学习规划
    • 对机器人的整体系统有一定的了解 虽然你可能只是一个 SLAM,计算机视觉,机器学习等局部问题的研究者,但是如果你要玩整机那就得对整体系统,从机械结构到机器人学,电路,嵌入式等有一些最基本的了解。这本书可以帮你入门,请确保你可以看懂: 自主移动机器人导论 (美)西格沃特(Siegwart,R.),(美)诺巴克什(Nourbakhsh,I.R.)
    • 学习ROS ROS 可能是大部分人入门的工具,请你在有一定基本了解的前提下再买我们的平台,否则你可能会失望,除非你懂机器人且不用 ROS 来构建你的机器人系统。ROS学习请参考 ROS 学习规划

C++学习规划

  1. 最基本的是要能看懂 stephen prata 的《C++ Primer Plus》 ,另外《C++ 标准程序库》可供参考,相关资料可以参考HandsFree 百度云提供的编程学习资料

  2. 对C++语法和编程有一定基础之后,你也许已经写过很多小程序了,接下来你需要培养你看大工程代码的感觉,就和学英语一样,掌握语法和句子之后,看看英语文章或者小说会增加你的阅读能力,以下是个人建议

    • 掌握几个知名的库,比如qt,opencv , boost等 , 可以参考 qt 学习教程
    • 通过工程实战来提升运用能力,比如看一些常用的ROS的包或者仔细研读HandsFree的代码,也可以根据自己的研究方向去学习相关的开源工程,通过改开源的代码实现一些自定义的应用,久而久之,你就有能力独立的搭建大工程了。
    • 在这个过程中,你对编程会有一些自己的体会,并慢慢的需要看一些编程思想,编程风格之类的书,并需要对C++有更深的理解,推荐学习google 和 ros 的编程风格 ,阅读《(More)Effective C++》、《(More)Exceptional C++》、《Effective STL》及《C++编程规范》提升对C++的理解,可以参考HandsFree百度云 编程学习资料 提供的相关资料。
  3. 在以上过程中,会发现那些优秀的工程比如ROS Qt 等就像精美的艺术品,娴熟的语法运用,优美统一的风格,严谨紧凑的逻辑,这除了说明他们对自己领域的知识看的非常透彻外,也说明他们驾驭编程已经上升到编程哲学境界了,虽然这辈子我们都难成为这种高手,但是有必要关注一下高手的世界。我们可以通过学习设计模式 和 泛型编程,来帮助我们理解如何构建大的软件工程。

ROS 学习规划

  • 关于ROS的学习,现在网上已经有很多中文教程了 , 可以参考 易科机器人RosClub,最重要的是要学会如何使用ros wiki
  • HandsFree不是ROS基础教程,只适合有一定ROS基础的同学深入学习研究ROS,或者基于HandsFree研究机器人相关话题比如SLAM , 机械臂控制,多机器人协同。如果你要开始使用或者购买HandsFree平台,请确保你已经满足以下条件。
    • 请确保你看懂beginner level 的教程,如果你的经验还不够多,请多看几遍。
    • 请确保你看过比较正式的书籍,随便一本你看懂了就行:比如你已经大概看懂 ros by example 1 indigo 前 8 章
    • 另外我再推荐一个国外的 ROS 入门 ppt: http://u.cs.biu.ac.il/~yehoshr1/89-685/

相关学习资料可以看HandsFree百度云 ,如果你以上条件你都 ok, 那么入手实物机器人就比较科学了,当然你要知道的远不止这些,很多细节的问题和工程经验是列不完的。

需要的工程素质

  • 学会使用google,翻墙,查资料
  • 对机器人系统有一定认识,机械结构,电路,嵌入式,传感器等
  • 学会用markdown来编辑文档,这是我们团队的通用文档格式之一
  • 会用git,github 来管理代码,与人合作开发
  • 软件开发人员最好熟悉使用linux,学会makefile cmake linux_shell xml 等常用的脚本或标签语言

参考学习方向

移动机器人基础

  • 了解机器人的定义,各种不同形态的机器人:无人机,地面机器人,水下航行器 以及其子分类。
  • 着重了解地面机器人中的轮式移动机器人,了解不同结构的移动机器人:差速,全向,平衡车,汽车形态的等等
  • 了解移动机器人的历史 , 组成和功能:云台,地盘,机械臂,升降杆等
  • 移动机器人的各种伺服结构和驱动方法
  • 移动机器人的各种传感器的作用,以及整个移动机器人系统是如何工作的,如何实现自主。

各个组别的学习可以参考HandsFree NWPU Club的分组学习计划

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