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黑馬程序員首次對外公布學習路線圖,教你如何玩轉機器人開發

更新時間:2019-08-28 來源:黑馬程序員 瀏覽量:

當前,與智能機器人開發技術相關的話題越來越熱,IT培訓機構黑馬程序員今年3月份在武漢校區開設了首期智能機器人軟件開發工程師就業班,隨著課程臨近結束,很多人都好奇,黑馬程序員的智能機器人軟件開發課程到底都學了什么技術?


入門之旅:打好基礎是關鍵


第1周:Python基礎。Python像一把瑞士軍刀, 你可以用它干很多事,比如自動回復郵件、自動收集信息。


很多零基礎學員,第一周便能用Python開發出簡單的學生管理系統、火車票查詢系統。


第2周:學會面向對象。最能體現“面向對象”編程思想的,就是大家小時候都喜歡玩的坦克大戰。

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圖:第二周學習成果


第3周:高等數學。要想掌握機器視覺和人工智能, 成為年薪30萬以上的工程師, 懂高等數學和線性代數,這是必備基礎。

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圖:第三周作業


第4周:網絡編程和多線程。網絡技術是機器人工程師必備的技能,多線程也是能最大發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, 后面我們編寫工業3D相機和機械臂驅動,都需要基于socket進行編程。


第5周:HTML和爬蟲。Web技術實際上已經滲透到了編程的方方面面,另外大量網絡上的數據我們需要能夠抓取下來,做數據分析,為機器學習,數據挖掘打下堅實的基礎。


第6周:數據清洗和挖掘。學生掌握數據庫概述、客戶端使用、數據庫操作、表結構的創建和修改、表數據的增刪改查、where、order、group、分頁、連接查詢、外鍵、視圖、事務、索引等數據操作技術。


進階之旅:掌握開發“工具”


學到這里,學員們基本上已經成為初出茅廬的新兵了,可以準備進入智能機器人軟件工程師開發的大門了。


第7周:Linux。對于機器人工程師來說,語言和操作系統都是工具, 哪個工具最順手,我們就要優先學習哪個。從現在到可預見的未來,Linux是機器人軟件工程師最好的操作系統。原因是機器人操作系統ROS是基于Ubuntu開發的,在Ubuntu上運行最穩定。


第8周,C++實戰編程。如果說Python是瑞士軍刀,那么C/C++便是錘子和螺絲刀。真要去造機器人,合適的工具并不是瑞士軍刀,而是簡單粗暴的錘子和螺絲刀般的工具。


熟練使用工具,需要大量的實踐。在課堂上,黑馬程序員的老師通過類比講解Python和C++的異同點,Python寫業務邏輯簡潔明了,C++做核心算法,整潔高效。以此讓大家短時間內快速掌握兩門語言。


第9周,CMake和makefile實戰。C語言和C++語言從誕生到現在已經有幾十年了, 很多前輩程序員寫出了大量經典的框架和工具集, 學習編譯工具理解Github存在的意義, 讓前輩的代碼融入到我們的工程中。


實操之旅:拆解機器人


當學員們掌握工具之后,終于進入全面了解機器人的過程。

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第10周,機器人操作系統。ROS( Robot Operating System,機器人操作系統)誕生于2007年,并很快在機器人研究領域掀起了ROS開發與應用的熱潮,目前已經成為機器人領域的網紅。

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圖:學員們第10周的作業


獵聘網上搜索ROS關鍵字,大多數崗位起步月薪到達到1.5萬~2萬元。學員本周的學習任務是,熟練使用pid原理,聯合使用C++和Python語言,完成掃地機器人的開發。


第11周,機器人學&Cobot Sys仿真。六關節機械臂工作原理,機器人坐標系,坐標變換與旋轉矩陣,歐拉角四元數,機器人的DH表達,機器人關節空間與笛卡爾空間轉換,機器人的正解和反解,這些都是屬于機器人學的最基本的問題。我們花一周的時間為大家講解,cobot Studio是機器人仿真模擬的利器。

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圖:多自由度的機械臂的難點在于機械臂的運動學如何建模


第12周,相機成像和驅動。相機是機器人的眼睛,我們要學習不同相機的成像原理,不同光源對成像的影響,結構光相機,雙目相機和普通rgb相機的使用場景,相機下位機程序的編寫,相機驅動的編寫等內容。


第13周,機器視覺Open CV,視覺是人類最為重要的感覺。要賦予機器人智能,第一步就是給機器人賦予視覺。隨著科學技術和計算機計算的不斷發展,主要解決視覺問題的圖像處理系統得到了長足的發展,涌現出許多優秀的框架,Open CV是其中的代表。


第14周:3D視覺。2D的照片丟失了一個維度的數據,在某些特殊應用場景下,不能滿足開發的需求,我們要引入3D的相機來進行更準確的識別。


實戰之旅:讓機器人有“思想”


在掌握了初高級工具,了解了機器人的相關系統之后,接下來就是進入實戰模塊了。


第15周:深度學習實戰。深度學習是目前很火的技術,但是大多數教程都偏理論,學完很難應用到真實的業務場景里面,我們采用目前最主流的深度學習框架(pytorch),講解深度學習和卷積神經網絡, 深度學習做重要的是組織數據集,評估模型和改善模型。

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圖:機器人才是未來垃圾分類的霸主


第16周:SLAM。SLAM是Simultaneous localization and mapping縮寫,意為“同步定位與建圖”,主要用于解決機器人在未知環境運動時的定位與地圖構建問題,我們課程會講解slam算法原理,坐標變換與實時構圖的過程,最終利用生成好的地圖文件,完成AGV小車或者掃地機器人的自主導航。


第17周以后,學員們開始了多項實戰項目實踐,包括機器人寫字、器人無序分揀、機器人跟隨等。以機器人寫字為例,該項目是人手寫數字,通過機器視覺識別數字的圖像,讓機器人模仿寫出對應的數字。

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圖:這個步驟,涵蓋數據收集、深度學習、視覺處理、識別數字等多項技術的綜合


近幾年,機器人以各種“方式”進入我們的世界。牛津經濟研究所曾在6月25日發布報告:未來10年機器人將取代全球2000萬工作崗位。


機器人一直是黑馬程序員非常關注的領域,在開發新課程上,黑馬程序員也一直走在時代的前沿。黑馬程序員從成立最初的單一學科,到現在已包括JavaEE、Python+人工智能、前端與移動開發、UI/UE設計、大數據、Go語言等14門學科。


歷史上,黑馬程序員曾在移動互聯網時代來臨之際,率先培養了大批的Android與iOS的開發人才,為移動互聯網輸送了大量的人才。在即將到來的智能機器人時代,黑馬程序員依然走在前面。

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