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機器人

20 堂互動課:機器人的架構與座標轉換、ROS 2 的節點、topic、QoS、service、action 與 TF,差速驅動、里程計、PID 與手臂運動學,距離感測、卡爾曼濾波、相機與物件偵測,建圖、定位、路徑規劃與避障,最後整合成一個會判斷何時介入、何時不介入的專題。寫的是標準的 ROS 2 Python 程式(rclpy),在瀏覽器裡的模擬世界執行,不需要先安裝 ROS;物件偵測是真的模型,在你的瀏覽器裡跑。最後一課說明怎麼接上真實的 ROS 2 環境。建議先學過「Python」軌前 15 課。
20 堂課 approx. 10.9 hour(s)

學習路徑

  1. 01
    機器人的架構
    感知、決策、行動的迴路與機器人的初次控制
    Interaction 25 minute(s)
  2. 02
    座標與旋轉
    物體位置的表示:座標系、旋轉與轉換
    Interaction實作 30 minute(s)
  3. 03
    節點與 topic
    ROS 2 程式的分工與溝通:發布與訂閱
    Interaction 30 minute(s)
  4. 04
    訊息與 QoS
    訂閱收不到訊息的原因:訊息型別與服務品質
    Interaction 30 minute(s)
  5. 05
    service 與參數
    一問一答的呼叫與免改程式的參數設定
    Interaction 30 minute(s)
  6. 06
    action
    長時間執行的工作:進度回報、取消與結果
    Interaction 30 minute(s)
  7. 07
    launch 與 TF
    多節點的一次啟動與感測器位置的座標樹管理
    Interaction 30 minute(s)
  8. 08
    差速驅動與里程計
    左右輪速度與機器人運動的關係,以及里程計的誤差累積
    Interaction實作 30 minute(s)
  9. 09
    PID 控制
    精確到達目標:比例、積分、微分與調參
    Interaction實作 35 minute(s)
  10. 10
    手臂正逆運動學
    關節角度與末端位置的換算
    Interaction實作 35 minute(s)
  11. 11
    距離感測與 IMU
    光達、超音波與慣性感測器的量測內容與誤差來源
    Interaction實作 30 minute(s)
  12. 12
    卡爾曼濾波
    兩個不精確資料來源的融合
    Interaction實作 35 minute(s)
  13. 13
    相機與影像
    影像的定義、相機模型、像素與方向的換算
    Interaction實作 30 minute(s)
  14. 14
    物件偵測
    瀏覽器中的模型推論:信心門檻、NMS、IoU 與偵測的極限
    Interaction實作 35 minute(s)
  15. 15
    機器人的視覺控制
    視覺伺服:偵測結果與控制的結合
    Interaction 30 minute(s)
  16. 16
    佔用柵格建圖
    移動中建圖:光達資料轉換為地圖
    Interaction實作 35 minute(s)
  17. 17
    粒子濾波定位
    已知地圖下的自我定位:多重假設的競爭
    Interaction實作 35 minute(s)
  18. 18
    路徑規劃
    兩點間的路徑搜尋:A*、Dijkstra 與膨脹地圖
    Interaction實作 35 minute(s)
  19. 19
    局部避障與導航
    突發障礙物的處理:DWA、Nav2 的架構
    Interaction實作 35 minute(s)
  20. 20
    專題:具介入判斷能力的巡邏機器人
    導航與感知的整合、介入判斷與真實環境的銜接
    Interaction實作導覽 50 minute(s)