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黑马程序员首次对外公布学习路线图,教你如何玩转机器人开发

更新时间:2019-08-28 来源:黑马程序员 浏览量:

当前,与智能机器人开发技术相关的话题越来越热,IT培训机构黑马程序员今年3月份在武汉校区开设了首期智能机器人软件开发工程师就业班,随着课程临近结束,很多人都好奇,黑马程序员的智能机器人软件开发课程到底都学了什么技术?


入门之旅:打好基础是关键


第1周:Python基础。Python像一把瑞士军刀, 你可以用它干很多事,比如自动回复邮件、自动收集信息。


很多零基础学员,第一周便能用Python开发出简单的学生管理系统、火车票查询系统。


第2周:学会面向对象。最能体现“面向对象”编程思想的,就是大家小时候都喜欢玩的坦克大战。

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图:第二周学习成果


第3周:高等数学。要想掌握机器视觉和人工智能, 成为年薪30万以上的工程师, 懂高等数学和线性代数,这是必备基础。

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图:第三周作业


第4周:网络编程和多线程。网络技术是机器人工程师必备的技能,多线程也是能最大发挥程序效率的必备技能,掌握udp、tcp和socket这是编写通讯模块的重要基础, 后面我们编写工业3D相机和机械臂驱动,都需要基于socket进行编程。


第5周:HTML和爬虫。Web技术实际上已经渗透到了编程的方方面面,另外大量网络上的数据我们需要能够抓取下来,做数据分析,为机器学习,数据挖掘打下坚实的基础。


第6周:数据清洗和挖掘。学生掌握数据库概述、客户端使用、数据库操作、表结构的创建和修改、表数据的增删改查、where、order、group、分页、连接查询、外键、视图、事务、索引等数据操作技术。


进阶之旅:掌握开发“工具”


学到这里,学员们基本上已经成为初出茅庐的新兵了,可以准备进入智能机器人软件工程师开发的大门了。


第7周:Linux。对于机器人工程师来说,语言和操作系统都是工具, 哪个工具最顺手,我们就要优先学习哪个。从现在到可预见的未来,Linux是机器人软件工程师最好的操作系统。原因是机器人操作系统ROS是基于Ubuntu开发的,在Ubuntu上运行最稳定。


第8周,C++实战编程。如果说Python是瑞士军刀,那么C/C++便是锤子和螺丝刀。真要去造机器人,合适的工具并不是瑞士军刀,而是简单粗暴的锤子和螺丝刀般的工具。


熟练使用工具,需要大量的实践。在课堂上,黑马程序员的老师通过类比讲解Python和C++的异同点,Python写业务逻辑简洁明了,C++做核心算法,整洁高效。以此让大家短时间内快速掌握两门语言。


第9周,CMake和makefile实战。C语言和C++语言从诞生到现在已经有几十年了, 很多前辈程序员写出了大量经典的框架和工具集, 学习编译工具理解Github存在的意义, 让前辈的代码融入到我们的工程中。


实操之旅:拆解机器人


当学员们掌握工具之后,终于进入全面了解机器人的过程。

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第10周,机器人操作系统。ROS( Robot Operating System,机器人操作系统)诞生于2007年,并很快在机器人研究领域掀起了ROS开发与应用的热潮,目前已经成为机器人领域的网红。

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图:学员们第10周的作业


猎聘网上搜索ROS关键字,大多数岗位起步月薪到达到1.5万~2万元。学员本周的学习任务是,熟练使用pid原理,联合使用C++和Python语言,完成扫地机器人的开发。


第11周,机器人学&Cobot Sys仿真。六关节机械臂工作原理,机器人坐标系,坐标变换与旋转矩阵,欧拉角四元数,机器人的DH表达,机器人关节空间与笛卡尔空间转换,机器人的正解和反解,这些都是属于机器人学的最基本的问题。我们花一周的时间为大家讲解,cobot Studio是机器人仿真模拟的利器。

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图:多自由度的机械臂的难点在于机械臂的运动学如何建模


第12周,相机成像和驱动。相机是机器人的眼睛,我们要学习不同相机的成像原理,不同光源对成像的影响,结构光相机,双目相机和普通rgb相机的使用场景,相机下位机程序的编写,相机驱动的编写等内容。


第13周,机器视觉Open CV,视觉是人类最为重要的感觉。要赋予机器人智能,第一步就是给机器人赋予视觉。随着科学技术和计算机计算的不断发展,主要解决视觉问题的图像处理系统得到了长足的发展,涌现出许多优秀的框架,Open CV是其中的代表。


第14周:3D视觉。2D的照片丢失了一个维度的数据,在某些特殊应用场景下,不能满足开发的需求,我们要引入3D的相机来进行更准确的识别。


实战之旅:让机器人有“思想”


在掌握了初高级工具,了解了机器人的相关系统之后,接下来就是进入实战模块了。


第15周:深度学习实战。深度学习是目前很火的技术,但是大多数教程都偏理论,学完很难应用到真实的业务场景里面,我们采用目前最主流的深度学习框架(pytorch),讲解深度学习和卷积神经网络, 深度学习做重要的是组织数据集,评估模型和改善模型。

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图:机器人才是未来垃圾分类的霸主


第16周:SLAM。SLAM是Simultaneous localization and mapping缩写,意为“同步定位与建图”,主要用于解决机器人在未知环境运动时的定位与地图构建问题,我们课程会讲解slam算法原理,坐标变换与实时构图的过程,最终利用生成好的地图文件,完成AGV小车或者扫地机器人的自主导航。


第17周以后,学员们开始了多项实战项目实践,包括机器人写字、器人无序分拣、机器人跟随等。以机器人写字为例,该项目是人手写数字,通过机器视觉识别数字的图像,让机器人模仿写出对应的数字。

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图:这个步骤,涵盖数据收集、深度学习、视觉处理、识别数字等多项技术的综合


近几年,机器人以各种“方式”进入我们的世界。牛津经济研究所曾在6月25日发布报告:未来10年机器人将取代全球2000万工作岗位。


机器人一直是黑马程序员非常关注的领域,在开发新课程上,黑马程序员也一直走在时代的前沿。黑马程序员从成立最初的单一学科,到现在已包括JavaEE、Python+人工智能、前端与移动开发、UI/UE设计、大数据、Go语言等14门学科。


历史上,黑马程序员曾在移动互联网时代来临之际,率先培养了大批的Android与iOS的开发人才,为移动互联网输送了大量的人才。在即将到来的智能机器人时代,黑马程序员依然走在前面。

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