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智能機(jī)器人軟件工程師學(xué)習(xí)計(jì)劃

很多朋友對(duì)機(jī)器人軟件開發(fā)和人工智能感興趣，不知道怎么學(xué)習(xí)，傳智播客武漢校區(qū)在今年3月份開設(shè)了一期智能機(jī)器人軟件開發(fā)工程師就業(yè)班， 在這里我把就業(yè)班的學(xué)習(xí)曲線給大家介紹一下!1

python基礎(chǔ)

不管有沒有編程基礎(chǔ)的童鞋， 都推薦大家先去學(xué)Python ，Python像一把瑞士軍刀， 你可以用他干很多東西，比如自動(dòng)回復(fù)郵件、自動(dòng)收集信息。?Python又非常簡(jiǎn)單容易理解。只要把解決問題得過程想明白，很容易就能轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的代碼。只需要4天就能掌握，python基礎(chǔ)，算數(shù)運(yùn)算符，變量， 輸出和輸入，條件語句，循環(huán)，元組，字典等知識(shí)點(diǎn)，熟悉常用的控件， 文本標(biāo)簽，編輯框，按鈕，布局，信號(hào)，槽等技術(shù)。?很多學(xué)員是零基礎(chǔ)的，學(xué)習(xí) python 第一周，可以做出來簡(jiǎn)單的學(xué)生管理系統(tǒng)，火車票查詢系統(tǒng)。2面向?qū)ο髉ython是一門面向?qū)ο蟮恼Z音，面向?qū)ο笫侵匾木幊趟枷?#xff0c;接下來我們通過坦克大戰(zhàn)這種經(jīng)典的游戲來讓大家掌握面向?qū)ο蟮乃枷搿？纯吹诙?#xff0c;大家的成果吧~3高等數(shù)學(xué)線性代數(shù)的重要性需要特別強(qiáng)調(diào)。一般來說，優(yōu)秀的工程師和科學(xué)家在職業(yè)生涯中一定要掌握高等數(shù)學(xué)，線性代數(shù)，梳理統(tǒng)計(jì)，矩陣的乘法、向量的乘法、向量的內(nèi)積、變化率的求導(dǎo)、概率論和極限。要想掌握機(jī)器視覺和人工智能， 成為年薪30萬以上的工程師， 懂高等數(shù)學(xué)和線性代數(shù)，這是必備基礎(chǔ)。看看第三周，大家的成果吧~

綜合運(yùn)用矩陣運(yùn)算，反向傳導(dǎo)，梯度下降，實(shí)現(xiàn)小車的自動(dòng)駕駛， 這是深入理解人工智能課程的基石。4

網(wǎng)絡(luò)編程和多線程

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是機(jī)器人工程師必備的技能，多線程也是能最大發(fā)揮程序效率的必備技能，掌握udp，tcp和socket這是編寫通訊模塊的重要基礎(chǔ)， 后面我們編寫工業(yè)3d相機(jī)和機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)，都需要基于socket進(jìn)行編程。?看看第四周，大家的成果吧~我們從高級(jí)課程開始，采用純ubuntu系統(tǒng)上課， 利用多線程和socket和qt計(jì)算，我們自己實(shí)現(xiàn)了局域網(wǎng)內(nèi)的屏幕廣播軟件，實(shí)現(xiàn)了講師屏幕共享個(gè)每個(gè)學(xué)生。上課用的屏幕共享軟件，就是我們自己開發(fā)的!5

HTML和爬蟲

HTML和Javascript也是機(jī)器人工程師必備的技術(shù)，而不只是軟件工程師的玩具。web技術(shù)實(shí)際上已經(jīng)滲透到了編程的方方面面，另外大量網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)我們需要能夠抓取下來，做數(shù)據(jù)分析，為機(jī)器學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)挖掘打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。?第五周，大家的成果吧~6

數(shù)據(jù)清洗和挖掘

數(shù)據(jù)庫是重要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢工具，機(jī)器學(xué)習(xí)，人工智能都需要跟大量的數(shù)據(jù)打交道， 如何優(yōu)雅的管理和處理數(shù)據(jù)是我們需要掌握的內(nèi)容， 我們講解常用的mysql數(shù)據(jù)庫和嵌入式領(lǐng)域非常流行的sqlite數(shù)據(jù)庫第六周：學(xué)生掌握、數(shù)據(jù)庫概述、客戶端使用、數(shù)據(jù)庫操作、表結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建和修改、表數(shù)據(jù)的增刪改查、where,order,group、分頁、連接查詢、外鍵、視圖、事務(wù)、索引等數(shù)據(jù)操作技術(shù)。

?

到這里你已經(jīng)成長(zhǎng)成為一個(gè)初出茅廬的新兵可以準(zhǔn)備進(jìn)入智能機(jī)器人軟件工程師開發(fā)的大門了

機(jī)器人領(lǐng)域四大問題

☆ 感知。視覺傳感器、圖像傳感器、激光雷達(dá)、各種傳感器技術(shù)。☆ 規(guī)劃。人工智能、知識(shí)表達(dá)、路徑規(guī)劃、任務(wù)調(diào)度、機(jī)器學(xué)習(xí)等。☆ 行動(dòng)。運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、開環(huán)控制，閉環(huán)控制、pid控制等。☆?數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。最優(yōu)估計(jì)、微分幾何、概率論等。7

Linux

IT行業(yè)的程序員都會(huì)爭(zhēng)論高級(jí)語言和低級(jí)語言哪個(gè)好，Linux和Windows哪個(gè)好，而對(duì)于機(jī)器人工程師來說，我們是工程師，語言和操作系統(tǒng)都是工具， 哪個(gè)工具最順手，我們就要優(yōu)先學(xué)習(xí)哪個(gè)工具。從現(xiàn)在到可預(yù)見的未來里，Linux是機(jī)器人軟件工程師最好的操作系統(tǒng)。原因是機(jī)器人操作系統(tǒng)ROS是基于Ubuntu開發(fā)的，在Ubuntu上運(yùn)行最穩(wěn)定。雖然window10 投入巨資打算支持ros， 但是目前來講ubuntu是我們最好的選擇。我們的課程從c++開始全面切入ubuntu操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和授課。第七周：學(xué)生掌握裝ubuntu操作系統(tǒng)，掌握shell腳本編程，雙系統(tǒng)安裝方法，自主解決各種顯卡，網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)，Linux內(nèi)核問題。8

c++實(shí)戰(zhàn)編程

python我們說是瑞士軍刀，但是真要去造機(jī)器人，合適的工具并不是瑞士軍刀，而是C/C++這樣簡(jiǎn)單粗暴的錘子和螺絲刀般的工具。?工具最重要的是如何去使用， 我們用大量的案例，來教大家，帶大家去使用工具。我們課程類比講解python和c++的異同點(diǎn)， 短期內(nèi)讓大家掌握，clion開發(fā)環(huán)境，變量和常量，數(shù)組和Vectors，操作符和流程控制，字符和字符串處理 函數(shù)，Characters and Strings，Functions，指針和引用，OOP -面向?qū)ο?#xff0c;操作符重載，繼承，封裝，智能指針，異常處理，IO和流 ，boost，STL模版技術(shù)等c++核心技能。第八—九周：c++和python融會(huì)貫通，學(xué)生可以自己編譯c++工程為庫文件，用python去調(diào)用c++代碼。python寫業(yè)務(wù)邏輯簡(jiǎn)潔明了，c++做核心算法，整潔高效。?9

cmake和makefile實(shí)戰(zhàn)

c語言和c++語言從誕生到現(xiàn)在已經(jīng)有幾十年了， 很多前輩程序員寫出了大量經(jīng)典的框架和工具集， 學(xué)習(xí)編譯工具理解Github存在的意義， 讓前輩的代碼融入到我們的工程中。第九周：? 學(xué)生能自主編譯opencv， FFmpeg， pointcloud等經(jīng)典c++項(xiàng)目， 并引入到自己工程中。10

機(jī)器人操作系統(tǒng)

ROS( Robot Operating System，機(jī)器人操作系統(tǒng))誕生于2007年，并很快在機(jī)器人研究領(lǐng)域掀起了ROS開發(fā)與應(yīng)用的熱潮，目前已經(jīng)成為機(jī)器人領(lǐng)域的網(wǎng)紅。

谷歌、亞馬遜、微軟等眾多知名公司已經(jīng)廣泛使用ROS系統(tǒng)，熟練掌握ROS操作系統(tǒng)，已經(jīng)成為機(jī)器人開發(fā)的重要要求， 獵聘網(wǎng)上搜索ROS關(guān)鍵字， 大多數(shù)崗位起步月薪到達(dá)到1.5~2萬元。

ROS在消費(fèi)級(jí)領(lǐng)域應(yīng)用比較多，但是在條件苛刻的工業(yè)級(jí)場(chǎng)景里面較少使用，CobotSys 庫柏特操作系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的工業(yè)機(jī)器人操作系統(tǒng)，相比ROS更適合解決工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際問題，CobotSys是有大規(guī)模工業(yè)場(chǎng)景落地的操作系統(tǒng)，通過實(shí)戰(zhàn)學(xué)習(xí)工業(yè)場(chǎng)景機(jī)器人的落地。

第十周：熟練使用pid原理， 聯(lián)合使用c++和Python語言，完成掃地機(jī)器人的開發(fā)。11

機(jī)器人學(xué) & CobotSys仿真

多自由度的機(jī)械臂的難點(diǎn)在于機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)正反解、運(yùn)動(dòng)學(xué)控制和動(dòng)力學(xué)控制，是一個(gè)建模分析和數(shù)值算法實(shí)現(xiàn)的問題。六關(guān)節(jié)機(jī)械臂工作原理，機(jī)器人坐標(biāo)系，坐標(biāo)變換與旋轉(zhuǎn)矩陣，歐拉角四元數(shù)，機(jī)器人的DH表達(dá)，機(jī)器人關(guān)節(jié)空間與笛卡爾空間轉(zhuǎn)換，機(jī)器人的正解和反解，這些都是屬于機(jī)器人學(xué)的最基本的問題。我們花一周的時(shí)間為大家講解，cobotStudio是機(jī)器人仿真模擬的利器。第十一周效果：

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相機(jī)成像和驅(qū)動(dòng)

相機(jī)是機(jī)器人的眼睛，我們要學(xué)習(xí)不同相機(jī)的成像原理，不同光源對(duì)成像的影響，結(jié)構(gòu)光相機(jī)，雙目相機(jī)和普通rgb相機(jī)的使用場(chǎng)景，相機(jī)下位機(jī)程序的編寫，相機(jī)驅(qū)動(dòng)的編寫等內(nèi)容。第十二周效果：相機(jī)測(cè)距儀。

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機(jī)器視覺OpenCV

視覺是人類最為重要的感覺。要賦予機(jī)器人智能，第一步就是給機(jī)器人賦予視覺，隨著科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)計(jì)算的不斷發(fā)展，主要解決視覺問題的圖像處理系統(tǒng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，涌現(xiàn)出許多優(yōu)秀的框架，OpenCV是其中的代表。這一周課程學(xué)習(xí)圖像卷積模糊、邊緣梯度計(jì)算，一階導(dǎo)數(shù)算子與二階導(dǎo)數(shù)算子的運(yùn)算，自定義濾波、高斯與椒鹽噪聲圖像生成與圖像去噪聲增強(qiáng)，掌握直方圖對(duì)比與反向投影技術(shù)，模板匹配等技術(shù).第十三周學(xué)習(xí)效果：自動(dòng)駕駛，車道線識(shí)別。

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3D視覺

2d的照片丟失了一個(gè)維度的數(shù)據(jù)，在某些特殊應(yīng)用場(chǎng)景下，不能滿足開發(fā)的需求，我們要引入3d的相機(jī)來進(jìn)行更準(zhǔn)確的識(shí)別，3d相機(jī)使用的技術(shù)包含，點(diǎn)云模型，pcl，點(diǎn)云數(shù)據(jù)的讀取保存和可視化，點(diǎn)云的拼接，點(diǎn)云的矩陣變化，點(diǎn)云濾波，直通濾波，平面濾波，點(diǎn)云條件去除與輪廓去除，上采樣和下采樣，點(diǎn)云對(duì)齊，分割，擬合，2d與3d配置，傳感器融合等。第十四周學(xué)習(xí)效果：15

深度學(xué)習(xí)實(shí)戰(zhàn)

深度學(xué)習(xí)是目前很火的技術(shù)，但是大多數(shù)教程都是偏理論部分的，學(xué)完很難應(yīng)用到真實(shí)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景里面，我們采用目前最主流的深度學(xué)習(xí)框架(pytorch)，講解深度學(xué)習(xí)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)， 深度學(xué)習(xí)做重要的是組織數(shù)據(jù)集，評(píng)估模型和改善模型，這幾塊內(nèi)容會(huì)作為我們課程的重點(diǎn)內(nèi)容講解。第十五周學(xué)習(xí)效果：生活垃圾分類，交通標(biāo)志識(shí)別，人類表情感情識(shí)別等。16

SLAM

SLAM是Simultaneous localization and mapping縮寫，意為“同步定位與建圖”，主要用于解決機(jī)器人在未知環(huán)境運(yùn)動(dòng)時(shí)的定位與地圖構(gòu)建問題，我們課程會(huì)講解slam算法原理，坐標(biāo)變換與實(shí)時(shí)構(gòu)圖的過程，最終利用生成好的地圖文件，完成AGV小車或者掃地機(jī)器人的自主導(dǎo)航第十五周學(xué)習(xí)效果：17

綜合項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)-機(jī)器人寫字

項(xiàng)目簡(jiǎn)介:人手寫數(shù)字，通過機(jī)器視覺識(shí)別數(shù)字的圖像，讓機(jī)器人模仿寫出對(duì)應(yīng)的數(shù)字。

項(xiàng)目特色:

1、準(zhǔn)備數(shù)據(jù)集

2、深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集

3、機(jī)器視覺獲取圖像和圖像處理

4、識(shí)別數(shù)字，根據(jù)輪廓生成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡，控制機(jī)器人寫出數(shù)字

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綜合項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)-機(jī)器人無序分揀

項(xiàng)目簡(jiǎn)介:在料框中，隨機(jī)放置著若干相同類型的盒子，機(jī)器人需要逐個(gè)拾取盒子，并將盒子按照指定要求，重新擺放。項(xiàng)目特色:1、2D圖像處理2、機(jī)器視覺和機(jī)器人學(xué)的綜合應(yīng)用3、3D點(diǎn)云處理4、基于深度學(xué)習(xí)的物體分類與檢測(cè)5、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃6、RCNN；Mask RCNN；多目標(biāo)檢測(cè)7、視覺定位19

綜合項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)-機(jī)器人跟隨

項(xiàng)目簡(jiǎn)介:機(jī)器人識(shí)別跟隨嫌疑人，自主導(dǎo)航避障，跟隨嫌疑人。項(xiàng)目特色:1、深度學(xué)習(xí)工具包使用?2、數(shù)據(jù)集采集?3、數(shù)據(jù)集分析?4、小車控制等。近幾年，機(jī)器人以各種“方式”進(jìn)入我們的世界。牛津經(jīng)濟(jì)研究所曾在6月25日發(fā)布報(bào)告：未來10年機(jī)器人將取代全球2000萬工作崗位！面對(duì)這樣的局勢(shì)，我們將如何自處而不被淘汰，不被迫失業(yè)呢？

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總結(jié)

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