良多同伙私信问我对呆板人和人为智能感风趣，该若何张开进修。迩来稍微有点空，我写写我的见地。

　　两年前，我正在知乎回复怎么界说「呆板人」？ - YY硕的回复中试图给呆板人做出一个对照防备的界说，我认为呆板人和人为智能最大的区别正在于是否要和物理寰宇举行交互。今岁首正在另一篇知乎回复里对呆板人某人为智能的研商会帮帮咱们更好的领略人类本人吗？ - YY硕的回复我说到传感器是和物理寰宇交互的根基。厥后，我又正在知乎回复有哪些与支配、呆板人等干系的 quotes？ - YY硕的回复中提到莫拉维克悖论（Moravecs paradox），讲到了呆板人学里公认的困难是正在物理寰宇中完成类人的行动才略。

　　把之前的回复再翻出来是为了扶帮以下见解：呆板人学的重心题目是做好和物理寰宇的交互。现正在主流的呆板人学分支里，管造与物理寰宇的交互的学科分为三类：传感器和管造算法（激光雷达，多目视觉，统一算法）；多刚体体例动力学支配（工业呆板人动力学支配和接触力支配）；呆板人自帮搬动（locomotion不清楚该若何翻译，轮式、足式、飞翔等搬动呆板人的研商）。我倡导对呆板人学有风趣的同砚着重正在这几个题目上面。

　　其它，依照寰宇第一的呆板人教训机构卡耐基梅隆大学的呆板人学博士的课程分类办法（

　　联络卡耐基梅隆大学的重心课程恳求，我认为我界说的呆板人学重心题目算是根基没跑偏的。本文后面讲到的呆板人项目都是以上述见解和课程恳求为根基。

　　1. 呆板人学是富人的行动。固然工业越来更加达，但好的开垦板和电机还长短常贵。倘使要下定决断进修呆板人学而且做出实物，你务必找到做实物出来的资金。要么是本人用钱，要么就得找学校的呆板人社团，或者找什么容许资帮年青人进修的朱紫。其它现正在没有任何一本完好的书能够教你若何造一个四旋翼空中呆板人或者大狗呆板人，你必要参考十几本区其它教科书，这些书不管中文版仍旧英文版都很贵。

　　2. 呆板人学是屠龙之术。这话是Ninebot创始人说的。固然迩来几年，均衡车、扫地呆板人、多旋翼飞翔器让呆板人学初步进入人们的生存，然则可行的贸易使用仍旧很少，并且已有的呆板人和表面都还很难处理好与物理寰宇交互这件事故。于是必然要确保本人正在呆板人学这个道途上同时练好了能去其他行当用膳的本领，好比编程、板滞策画和硬件策画。也要做善意境打算，承受本人有或许正在学会屠龙之术从此几年都造不出对社会有效的东西的原形。

　　3. 基于上述所说的见解，倘使是曾经使命之后才情要进修呆板人的话，或许曾经太迟了，由于很或许风趣征服不了客观限定要素。倘使行为风趣去进修，只可学到做巡线幼车和舵机板滞臂什么的，或许也知足不了中二病的创作欲。

　　部分以为呆板人学是一个费力的道途，思要成为一个独挡一边的呆板人为程师必要多年表面和执行的同步练习。表面进修和脱手执行的历程还要彼此排好时代表，正在做某个执行项目标同时去进修最干系表面往往能够抵达事半功倍的功效，然则同时那些不太干系的表面会看起来卓殊无味，以是怎么稳妥摆设本人的执行项目也是很首要的事故。

　　这篇作品里我布置先容一个电子工程、板滞工程和算计机专业学生从大学一年级到研商生二年级的呆板人进修布置，根基是我对本人过去进修办法的一个总结。依据这个措施来进修，或许成为一个才略通盘，然则稍微偏软件一点的呆板人为程师。这个六年的进修布置，估算下来，终年中每天正在上课和实现课程恳求以表要进入进修时代6-8个幼时，这些时代一方面用于阅读课程常识的英文教材，一方面用于阅读其他学科的教材，一方面用于执行项目。

　　呆板人为程师正在大型项目里的定位相像于飞机体例里的总体策画师。和板滞工程师、硬件工程师、软件工程师、算法工程师、支配工程师比起来，呆板人为程师参加某个全体工夫的时代较少，然则或许听得懂一切工程师说的话，或许行为区别模块间的融合人，指挥全体团队去攻坚。当然倘使呆板人为程师或许正在一个界限抵达谁人界限的工程师的出色程度，相信更好。

　　因为时代匆促，再加上部分程度有限，作品中如有大意和舛错，恭请读者指出，感谢。倘使同砚尚有什么思清楚的实质和教材，也迎接留言换取。

　　刚上大一，你的呆板人生计初步了。先看看学校的校园网能不行翻墙，不行的话本人去买个一年一百多块钱的VPN，先确保本人能上Google，不要心疼VPN的钱，这能让你正在之后的职业生计里精打细算上万块钱。然后去注册一个gmail账号，再注册stackoverflow账号，再注册github的账号，再注册CSDN账号，注册完登录上去游游，姑且先不要问为什么。

　　英语程度必然水平上会是呆板人为程师程度的限定要素，英语是同砚们正在大学最该勤恳学的一门课，并且不止要把它当成课，要当成一种本领，当成生存的一个别。当你初步勤恳进修少少高级的呆板人常识从此，有或许会卓殊难以找到中文的参考原料，这个时分倘使啃不下英文的原料，前进速率和眼界就会受到很大影响。以是大一的时分要多看看红宝书，看看美剧。

　　不管是什么专业靠山的同砚，大学一年级必然要上好的课是微积分和线性代数。线性代数的首要性必要额表夸大。大凡来说，出色的工程师和科学家正在任业生计中要学起码五次线性代数，大一学一遍、学凸优化的时分学一遍、学线性体例的时分学一遍、学呆板进修的时分学一遍……倘使正在第一遍学的时分就看到对的书，刷到对的题，那么从此的进修会轻松良多。

　　网上有良多看待怎么学好线性代数的筹议，好比知乎题目怎么剖判线性代数？ - 数学进修。Matrix67大神的作品随记：咱们必要怎么的数学教训？也很有动员。我部分对进修线性代数的倡导是两本书，一本叫做《Linear Algebra Done Right》，另一本叫做《Linear Algebra Done Wrong》（math.brown.edu/~treil/papers/LADW/book.pdf），我对照喜爱的是Done Wrong这本书，第一它是免费的，第二只必要读前6章两百页就够了，第三它页边距很大，打印出来有良多空缺做演习题。其它一个较好的教材是麻省理工公然课：线性代数。不管怎么，学线性代数必然要用海表的教材，切切不要用国内的教材。啃英文书很累，然则思量到之后还要啃更多的英文书，线性代数曾经算是很初学的了，必然要啃下来，同时还要刷足够多的课后题。

　　学完线性代数从此，一个天然而然的题目即是若何能用算计机本人去算计矩阵的乘法、向量的乘法、向量的内积。以是引入了编程的进修。

　　不管同砚的专业是什么，必然要正在大学一年级尽早初步学编程。至于用哪种讲话初步进修编程，我举荐Python，对照好的教材是麻省理工学院公然课：算计机科学及编程导论，对照好的Python开垦进修境况是Anacoda (continuum.io/downloads)。熟识Python从此，同砚就能够初步玩玩Python的数值算计包Numpy，这个时分线性代数题根基上也刷的差不多，能够通过Numpy帮帮本人处理线性代数题目了。

　　对任何人来说，Python是一把瑞士军刀，你能够用他干良多东西，好比自愿答复邮件、自愿征求讯息。然则真要去造呆板人，相宜的器械并不是瑞士军刀，而是C/C++如此纯粹粗暴的锤子和螺丝刀般的器械。正在进修Python学到必然水平的时分（好比你传说有一种叫做cython的东西），最好初步进修C，并且要强迫本人练惯用C的一维数组和指针来完成矩阵的加法、乘法、求逆等操作。之于是有高级的Python或者Java（不要问我Java哪里高级了）这些讲话从此咱们还必要去学C，是由于呆板人上常用的不是完好的电脑，而是算计量有控造的嵌入式体例，嵌入式体例开垦根基只可用C或者更初级的讲话。

　　进修C我部分初学用的是清华大学出书的《C++讲话圭表策画》。固然这个书题目是C++，但原本没什么太大题目。然而国内的C讲话教材都有个远大的题目是不教导学生去用Linux。近年来更好的一个教材是/zh/index.html，这个网站的教材卓殊好博鱼电竞，由于他教训学生用Linux境况行为圭表编译的境况，并且还引入了少少算计机体例布局的先容。

　　IT行业的圭表员都商榷量高级讲话和初级讲话哪个好，Linux和Windows哪个好，而看待呆板人为程师来说，从现正在到可意思的改日里，C是最好的讲话，Linux是最好的操作体例，这都无须置疑。乃至看待Linux的刊行版该选哪个，咱们都是很少有质疑的：Ubuntu（The leading OS for PC, tablet, phone and cloud）。原由是呆板人操作体例ROS（Powering the worlds robots）是基于Ubuntu开垦的，以是正在Ubuntu上运转最安祥。细心Ubuntu出了一个中文版叫做Kylin，部分觉得对照坑，倡导大师不要装中文版。Ubuntu 行为一个开源操作体例，老是正在神速迭代，2016年8月对照安祥的版本是14.04和16.04，倡导同砚安置14.04。

　　当你把C学得差不多，初步要学写包括多个头文献的圭表时，必然要同时进修makefile的常识。这时分要上钩去搜“Makefile详解”（Makefile详解（超等好）_mingw吧）这篇作品看。

　　我本人正在大学一年级的时分还进修了HTML和Javascript，到大一终了的时分曾经或许熟练用Javascript手写少少动态页面。我部分认为HTML和Javascript也是呆板人为程师必备的工夫，而不但是软件工程师的玩具。这是由于web工夫实质上曾经浸透到了编程的方方面面，好比json初步是Javascript里的一种object界说的办法，但现正在曾经成为了一种很准则的数据交互、参数设备的花式。其它AJAX或许帮帮入门者剖判必然的收集工夫道理，而收集工夫也是呆板人为程师必备的本领。再者，筑造GUI（图形用户界面）是惯例debug的方法，而近年来一个盛行的趋向是用webkit嵌入圭表用HTML和Javascript行为图形界面的后端，而正在呆板人操作体例ROS（ROS.org Powering the worlds robots）里，通过rosbridge能够卓殊简单地把呆板人圭表的数据转达到websocket上，这句话看不懂不要紧，归正你清楚学学HTML和Javascript很首要即是了。更首要的是，HTML文档背后的DOM (Document Object Model)长远地显露了面向对象的思思博鱼电竞。大学中的面向对象圭表策画大凡都讲C++，正在我看来该当讲HTML和Javascript。这一点不细说了，倘使同砚们去进修HTML和Javascript，天然会体验到。进修HTML和Javascript对照好的原料是，把网站左侧的“Learn HTML”、“Learn CSS”、“Learn Javascript”和“Learn JQuery”学完就行，其它个别尚有良多花哨的工夫，没有需要去学了。为了培植本人对Javascript的风趣，能够上three.js / examples跪着看看兴盛。

　　以上先容的这些常识点、书和原料该当正在大一功夫就全数看完，然后诈骗大一的暑假好好稳定这些常识。好比初步用HTML和Javascript做一个本人的部分主页，刷一刷编程的标题，学用Python的奇技淫巧（比如说做一个本人的部分主页）。其它还能够抽时代学学数学常识，好比初步看看代数和离散数学。我大一的时分看到了两篇作品，领悟到了数学的首要性，一个是MIT的CV大牛林达华写的[转]MIT牛人讲解数学体例，另一个是前Goolge研商员吴军博士写的《数学之美》（数学之美 (豆瓣)）。当时林达华还正在MIT读博士，而《数学之美》还没有成书。两篇作品看完从此我觉得本人全体人对数学的领悟上了一个新的方针，尔后不停正在细心抬高本人的数学程度，几年下来认为收益很大。正在之后的先容里我还会多次夸大必要学的数学常识和对应的教材。

　　上大二的时分，你曾经会了根基的编程常识和根基的数学常识。大二这一年该当进入正在嵌入式体例的进修中，同时一直拓展本人多方面的才略。学校的呆板人社团，好比做Robocon，RoboMasters的团队该当正在招新了，赶疾去插足，有了学长学姐的教导以及同侪同伙的鼓励，该当会前进的疾一点。

　　大二该当控造的本领：Solidworks画根基的板滞图，根基的数字电途常识、数模转换，51单片机、AVR单片机、STM32单片机道理，UART、SPI、I2C、CAN等和讲的道理和数据收发，STM32开垦板的应用，电机动弹和驱动的道理，PID的道理，调试四轮呆板人底盘的搬动，根基的传感器如陀螺仪、码盘、红表线、超声波的道理和读取办法，收集常识如设备IP设备途由器等，微电子焊接，金工工夫。我正在知乎回复倘使圭表员每天都浅尝辄止地学少少区其它新工夫，许久以往，人会酿成什么表情呢？ - YY硕的回复里讲过呆板人为程师必要的本领数目是IT行业全栈工程师本领数目标三倍以上，这些本领的根基都该当正在大二初步积聚。

　　倘使同砚们的专业是板滞工程干系，那么大二的时分要深远进修solidworks做图，买板滞加工手册进修百般板滞的奇技淫巧。你的专业常识还亏损以让你举行苛密的受力解析，然而你能够尽量多做少少板滞布局出来感应它们的有趣。

　　倘使同砚们的专业是硬件、电途干系，那么大二的时分要深远进修Altium Designer做图、造板、焊板。你要从现正在初步，就给本人积聚一个使命记实，能够即是纯粹的txt文献，记实你做过一切板子的bug、处理计划、学到的道理图、PCB layout的细苦衷项等等。积聚良多年从此，你的这个使命记实会值良多钱。

　　进修这些本领的最好的办法，即是插抄本人学校呆板人社团的练习和计划策画。大凡来说，学校的呆板人社团招新之后会有练习和测试，让新人分组去做呆板人，这个历程中倘使容许勤恳学，抬高得会很疾。倘使你所正在的大学是呆板人竞争强校，好比西安交通大学，电子科技大学，哈尔滨工业大学，华中科技大学，东北大学等等（排名不分先后，没有提到你们学校名字的话我示意致歉），那么你很光荣，你们学校的呆板人社团有很好的积淀，有良多资源能够帮帮你进修。根基上只须天天泡测验室，担保本人每天只睡6-7个幼时（但仍旧要多去跑步、泅水连结身体强壮），勤于向学长学姐讨教，那么必然会抬高得很疾。

　　大二阶段额表要夸大的是对脱手才略的培植，包含板滞资料的加工、电途焊接、筑造导线和接头、连合途由器、设备收集、做网线等等。板滞加工的器械有螺丝刀、锯、钻、锤子、车床、铣床、钻床，进阶选手能够学一下氧焊，这个对照危机，我没测验过；电途焊接的器械有焊机、焊锡、洗板水、松香、吸锡器；筑造导线的器械有剪子、剥线钳、夹头钳、网线钳百般钳；收集设备即是连连途由器插插网线，然则Linux体例下设备收集有时会卓殊费事，必然要多积聚这方面的常识，由于来日你造的呆板人多半会顶着一个无线途由器跑来跑去，乃至有的呆板人上各个模块本人就能组起一个幼局域网。这些本领的熟练控造必要你花良多时代去做真正能用的呆板人来练手。

　　看待该选取造一个若何样的“真正能用的呆板人”练手，最好的选取相信是呆板人竞争中的呆板人。倘使插手Robocon，你会随着学长学姐们学着造有人那么高的远大板滞；倘使插手RoboMasters，你会学着造比汽车还要精巧的呆板人以及神速发弹的机构。其他少年少型的竞争好比飞思卡尔智能车，也是很好的练习，由于飞思卡尔智能车曾经发达得很成熟，插手这个竞争的参赛原料就够学一阵子的，学完从此或许得到对照多的呆板人本领。

　　倘使没有太多学校呆板人社团的资源，同砚们尚有少年少型的竞争好比离间杯、大创竞争等等能够选取，以三五部分的幼团队参加这些竞争。倘使同砚所正在的学校连这些竞争都不机闭大师参加，那就只好本人用钱了。国内开源呆板人社区有良多资源能够诈骗来进修，好比本人买Arduino STEM educational Robot kits Building Platform的百般开垦套件做纯粹的呆板人。Arduino的开垦境况或许有些人不喜爱，由于它对硬件做了一级封装，倘使更盼望接触到单片机的实质，能够本人买STM32开垦板进修。俗话说，没有什么嵌入式体例是一块STM32完成不了的，倘使有，就用两块。STM32是ARM Cortex‑M家族中最为广博使用的一款单片机，正在网上也有良多的教材和开垦板可供选取。正在国内知名的电子论坛STM32/8 分论坛帖子清单 (amoBBS 阿莫电子论坛)上，有良多参考原料，有题目也能够正在这里和大师筹议进修。

　　倘使你很思插手呆板人竞争，身边也凑巧有少少息息相通的幼伙伴，然则学校不扶帮。不要紧，来找我，我尽量通过大疆的闭连说服你们学校扶帮你们插手RoboMasters。

　　固然你是以呆板人竞争为主线正在寻觅呆板人为夫，然则要时辰记得，呆板人竞争给你的表面方面的练习很差，还会让你养成少少坏习气，好比凡事都盼望用少少糙猛疾的方法来处理。因为平淡全体团队都没有太多的项目管束阅历，到竞争前一段时代才会加紧岁月去做呆板人，良多时分就会用“盗窟”的方法去向理呆板人的滞碍。好比说某个承重布局用久了会弯，为了赶竞争的进度，就拿锤子敲直了、再加一条辅帮的布局正在旁边一直用，而没有仔细地去做筑模、受力解析，思虑是什么原由导致承重布局会变形。再好比说调PID参数即是生调乱改，而没有基于呆板人的动力学模子去估测参数的大体周围。

　　大二的暑假，有或许你随着学校的呆板人队插手了少少呆板人竞争。这是一个反思总结的好机会，为什么呆板人队得到了如此那样的成果？全体团队怎么能力更有用率？来岁怎么一直招新？暑假要把时代花正在工夫积聚上面，这个时分能够回来思虑思虑之前打算竞争时用糙猛疾的方法处理的题目怎么或许仔细地去处理。

　　倘使大二的暑假没有插手呆板人竞争，能够做一个舵机呆板人，好比6条腿的蜘蛛，好比码垛呆板人。舵机是呆板人为程师的好同伙，必然要好好控造。

　　其它你其他方面的才略也不行落下。大二终了的时分，你的Linux该当用的很熟练了，除了makefile，你也用起了cmake。你也该当初步剖判Github存正在的意旨，由于你曾经上去读了良多别人的代码，你也把本人的少少课程策画和幼项目放正在了Github上面。其它大二根基上了本专业少少对照难的根基课程，好比自愿支配道理、呆板进修、概率统计、资料和力学等课程，同砚们会看到这些课程里又用到了线性代数和微积分的常识，以及筑模的常识。这时分能够把大一的物理、线性代数和微积分再翻出来看看。

　　同砚的学校该当给大二到大三的学生有开设面向对象的圭表策画，大凡用Java或C++熏陶。正在面向对象的圭表课内部，必然要积聚3000行安排的代码的开垦阅历。经典的面向对象圭表策画的演习平淡是写游戏，好比俄罗斯方块，吃豆人等等，必然要本人或许做到一律手写一个完好的项目出来。

　　其它你能够初步进修Matlab当中的神器Simulink了。正在大二这一年的进修中，你或许正在不少课程里多多少罕用到了Matlab。假设你曾经正在我的举荐下喜爱上了Python，你或许会认为Matlab的算计器械没有比Python强多少；假设你本人正在别人的举荐下喜爱上了mathematica（Mathematica 事实有多厉害？ - Wolfram Mathematica），你或许会认为和Mathematica这种神雷同的讲话比起来，Matlab弱爆了。然则要细心的是，Matlab最健旺的器械是Simulink，通过它你险些能够仿真悉数的物理体例和支配体例。我倡导同砚能够通过Simulink完成一个倒立摆，然后剖判Matlab的健旺之处。对此我激烈举荐一个很好的教材（§ion=SimulinkControl），它细致先容了少少经典的支配体例怎么解析以及用Simulink完成。然后我再激烈举荐一个讲Simulink内部一个愈加和物理仿真接近的器械Simscape（Control of an Inverted Pendulum on a Cart）的作品。阅读并完成了这两篇作品里的实质，同砚该当会对倒立摆有了对照长远的领悟。倒立摆是呆板人学中一个卓殊首要的模子，由于火箭、导弹、双足呆板人、四足呆板人，根基都是倒立摆的变形。你本人完成出来的simulink模子必然要存好，从此或许还会再拿出来防备看。

　　倘使你依据我之前说的措施寻觅了少少HTML和Javascript的工夫，那么JQuery，bootstrap，AngularJS你曾经多多少少清楚是若何回事了。web后端的工夫，好比PHP和MySQL，也能够领略一下，LAMP要学会若何设备。倘使有同砚找你帮手写幼网站，尽量去帮个忙，帮别人做网站是抬高本人体例编程才略的好演习。正在做网站的历程中你或许还会趁机学一学怎么用Photoshop和Illustrator让网站显得更美丽。这些本领有最好，没空学也不要紧。

　　大三初步的时分，你能够正在学校的呆板人队里担负首要脚色了，或者或许指挥一个幼团队插手幼型的呆板人竞争。你正在系里乃至院里都幼出名气了，或许有的人叫你大神，有的人认为你工夫还不错。然则必然要记得你现正在的程度放到其它地方该当不算什么。每年我都往大疆的RoboMasters夏令营招进100个和你现正在的程度相当的同砚。

　　大三必然要培植出本人一部分独立造出一个完好呆板人的才略，好比一个Robocon程度的呆板人，或者一个RoboMasters的战车，或者一个四旋翼飞翔器。

　　Robocon程度的呆板人，涉及大方的板滞策画，单片机开垦，电机驱动的开垦，码盘和超声波等传感器的读取，底盘运动学的算计，PID调试，职分调换逻辑的调试，舵机支配。RoboMasters的战车的板滞个别纯粹少少，然则还必要举行云台的支配、发弹体例的支配、功率支配等方面的常识，其它你也能够不搞这些个别，进修进修视觉识别和自愿攻击，那么就要初步研商OpenCV（OpenCV OpenCV）了。

　　四旋翼飞翔器的板滞个别最纯粹，然则算法对照纷乱。看待大三学生来说，从零初步一步到位写一个安祥的飞控对照疾苦，由于飞控内部有良多藐幼的常识点要细心。目前我没有涌现什么对照好的竹素举荐，已有的少少闭于四旋翼体例的书要么太浅（上来就教你焊电途），要么太深（上来就教你state estimation），传说@Liu Top的exbot幼组正在写一个教材，我长短常期望的。进修四旋翼飞翔器有下面几个办法：

　　现正在开源社区的人言必pixhawk，原本我认为从进修的角度来说，pixhawk太贵，并且不适合进修，我对照举荐的是首页-第七测验室这家淘宝店卖的STM32F405飞控，买回来从此本人再自便买个机架（好比大疆F450）、接受机和遥控，就能依据飞控板附带的进修原料、调试软件飞起来。

　　chiplab7的飞控板附带一大堆进修原料，对加快率计、陀螺和磁感计都有很防备的讲明，硬件链途图也很细致。chiplab7淘宝掌柜的又很不苛掌管，我学用的时分，发新颖码有bug和看不懂的地方，都能够直接找掌柜问。

　　看完代码从此，对一个飞控体例的根基模块：神情解算、支配解算、混控输出、遥控器管造、嵌入式管造就很了然了。然而这内部有良多工夫是必要其它进修的。除了根基的嵌入式编程以表，尚有要把大二大三学的信号管造方面的常识再捡起来看看。由于飞翔器正在空中有振动，会让加快率计发作噪声，为了把这些噪声去除掉，必要对加快率计给出的信号做低通滤波管造，怎么选取滤波器的参数呢？倘使滤波滤得太狠，延迟就会对照大，对支配的发挥会有影响；倘使滤波滤得不敷，或许会有少少低频的噪声时常会呈现，导致加快率计的观测不行用。其它最首要的是要剖判神情解算和支配解算这两块常识。chiplab7的飞控板的代码采用的是最纯粹的互补滤波算法做为神情解算模块，然后支配解算是对欧拉角的三个角度做闭环PID支配，根基都是根基的根基了。

　　chiplab7的飞控是靠气压计定高的，飞翔功效卓殊豪放。这时分能够淘宝买个20块钱的超声波模块，然后本人写个高度环去安祥飞控的定高发挥。

　　我认为这个历程至闭首要，由于高度支配相对来说是个对照直观剖判PID支配的办法，并且chiplab7的飞控加高度支配卓殊好加。使命量不大，由于改良功效很明显，于是能够让人很有成绩感，加深一直进修的有趣。

　　这一个别大三是相信来不足学的，然则我仍旧正在这里列出来，由于这些常识你之后都必要缓缓学，我也会正在之后连接反复提到这些常识点。

　　1. 刚体神情的示意、运动学方程和动力学方程。重若是对牛顿-欧拉方程的领悟和剖判、刚体神情的欧拉角示意法、神情与角速率的闭连等等。

　　这部辩白纷乱不纷乱，说纯粹也不纯粹，我同样是没有找到一本完好的书全都先容过的，是学了好几个区其它书和论文从此搞了然的。现正在看起来是从入手对照靠谱。

　　知乎知名网友vczh已经说过，进修要抱着敢于造轮子的心态能力前进。于是正在熟识了别人飞控根基上，能够本人重头造一个飞控的轮子。能够本人从芯片初步从新画一个飞控板，读读STM32的芯片手册、读读百般传感器的芯片手册，本人手画一个飞控的道理图、做PCB layout、造板本人焊元件，全套花不了1000块钱，或许加深良多对硬件的剖判。这一个别倘使大三没空，也能够不搞了。

　　造作全体呆板人的历程中要额表着重文档的积聚。正在你大三末期，你或许跟着学校的呆板人队备战竞争，你或许主力掌管一台呆板人。你该当本人列一个excel表格，把呆板人用了几颗螺丝，几根导线，每个零件的规格是什么，都列出来。这个表格一方面能够用来帮帮团队管束呆板人的物料，一方面也是你本人的阅历工夫积聚，来日你做的其他呆板人或许多多少少都是Robocon、RoboMasters呆板人的变形。

　　另一个积聚是筑一个本人的buglist，buglist包含什么呢，能够像冷大如此：做支配、呆板人等算法工程师是怎么一种体验？ - 冷哲的回复，就纯粹把少少本人的发作过的题目和终末的处理方法陈设下来。好比说“杜国线接插位不牢固容易脱开，接好后该当用电工胶布再裹一圈”，“表发给淘宝加工的板滞图纸，要额表细心和加工商疏导有没有漏掉少少细节，如浸头螺丝孔，闭节的倒角”等等。你也能够帮其他呆板人的题目也做如此的记实。buglist能够即是一个纯粹的文本文献，倘使你不停往内部积聚本人使命中的记实，等你来日使命了，这个文献或许会值良多钱。

　　大三的时分学校该当会开设软件工程的课程。不管你是不是这个专业，上不上这门课，都该当主动去听一听，乃至随着课程的策画功课一道做一做。软件工程我认为是呆板人为程师务必具备的认识，由于一个呆板人体例里涉及大方的硬件体例和软件效力，软件的个别往往还会涉及区其它讲话、区其它编译境况、区其它开垦器械链。几部分协作的话，大师的专业靠山、编程习气都纷歧致，这就导致区其它代码和模块之间的和讲疏导卓殊纷乱，务必尽早用UML和其他软件工程的器械帮帮团队剖判和彼此疏导。

　　大三的时分学校该当还会开设操作体例道理和嵌入式体例道理的课程，而大二的时分讲过算计机构成道理（所谓的微机道理）。从大三初步同砚必要初步体验及时操作体例和非及时操作体例的区别、道理以及应用时必要细心的地方。这是一个对照杂的常识点，我目前没有找到很好的教材去先容。正在STM32上，有freeRTOS，uCOS，Vxworks这么几种及时操作体例；Linux是一种非及时操作体例，然则能够通过打补丁酿成及时操作体例。这些操作体例的细节正在呆板人开垦中都市多多少少被涉及到，同砚们能够随时上Google和CSDN去查大神们的先容。

　　其它额表首要的一点是呆板人体例里的嵌入式平台都有烧坏的或许性，有或许正在某个嵌入式Linux平台上面辛劳累苦写了一个多月代码，这个平台蓦然烧坏了，代码也就丢了。以是你的呆板人倘使有嵌入式Linux体例正在内部，必然要尽早顶起来途由器，代码按时提交SVN或者git。

　　大三的暑假你或许会行为学校呆板人队的主力去参赛了。备战竞争和参赛是一件检验心性的事故。我正在学生期间体验过和得胜擦肩而过的疾苦，体验过没机遇再来一年的缺憾；也正在掌管大疆RoboMasters竞争的历程中被那些疾苦和缺憾的学生当做发泄的对象，卓殊有感应。我认为插手呆板人竞争，很勤恳，然后朽败了，是一件让人神速生长的事故。同砚倘使有机遇，必然该当插手起码一届呆板人竞争。

　　大三的暑假你也能够选取来插手大疆的RoboMasters夏令营，闭于夏令营大师能够看这个知乎问答领略更多：插手Robomasters 2016夏令营是怎么一种体验? - DJI 大疆立异。每年咱们都正在天下周围内寻找有必然工夫根基的学生，让他们一道分组做一个自愿呆板人的离间机器人。这个夏令营，行为机闭掌管人，不谦恭地说，我认为该当是全寰宇周围内最好的工夫类夏令营。

　　大三的暑假有一件很首要的事故即是思虑本人大四该当干什么。大凡来说，你现正在的才略保本校研商生相信没有题目，当然你也能够选取考其他学校的研商生或者出国留学。固然说你现正在才略曾经很通盘了，然则你还必要2-3年的时代通盘提拔本人更多的才略，能力迈向超卓之途。不管是出国仍旧保研，最首要的目标是给本人争取到改日2-3年或许正在一个出色的境况中释怀提拔本人，有对照好的进修资源，或许参加到少少不错的项目中去。或许其他有些行当，出国留学永远是比正在国内待着更好的选取，然则呆板人行业并不是如此。咱们国度这两年正在呆板人方面抬高也很疾，并且咱们国度现正在对照有钱。就像我初步说的那样，呆板人是富人的行动，现正在你正在国内也能找到少少很有钱的测验室能够造对照牛逼的呆板人。其它海表良多对照强的呆板人公司也都正在做对照敏锐的军方项目，去找练习或许对照受限定。

　　出国去学呆板人学方面的常识你有良多不错的选取，好比寰宇第一的呆板人研商院卡耐基梅隆大学，或者麻省理工学院的CSAIL测验室。北美古板算计机四学名校（麻省理工学院，卡耐基梅隆大学，斯坦福大学，加州大学伯克利分校）里，除了斯坦福大学热火朝天正在搞人为智能以表，其他几个学校的呆板人研商都很不错。除了四学名校，你尚有良多其他的选取，就像我初步说的那样，呆板人是富人的行动，倘使思接触到最好的呆板人资源，你要选取有钱的测验室，而不是出名的测验室。

　　其它你还必要正在大三的尾巴上选定本人来日的细分研商偏向，并且初步往这个偏向深挖，也即是我正在作品初步提到的感知、认知、行动几个偏向。当然同时你也不行减少其他方面的常识，更加是数学根基。我正在大三的暑假特意找数学系的同砚给我开了个数学幼讲座，进修了一点概括代数的常识，对我厥晚生修暗码学帮帮很大。同时我也读了少少拓扑方面的教材（有一本很奇妙的书叫做Topopogy Without Tears/），如此才剖判了为什么数学解析要用稀奇的符号去讲明少少看起来很浮浅的真理。

　　大三阶段的呆板人为程师该学什么根基数学是各执一词的，正在我看来，你要根基控造“群是什么”，或许用代数的目光去表明det(AB) = det(A)det(B)，还要能剖判“用一张纸就能够变出克莱因瓶”（当然是正在四维空间里）。其它，你这个时分也要或许认识到本人必要再学一遍线性代数。

　　大四初步了，你能够初步深挖本人的研商偏向，同时也要初步学少少高级一点的通用工夫和表面，这时分你和大凡的板滞、电子、算计机学生就不太雷同了，你固然也正在狂编程，但也正在狂进修物理和数学。通用工夫包含ROS，simulink，gazebo和Vrep等器械。通用表面包含，再学一遍线性代数，学学凸优化、数值算计、回旋示意法等方面的常识。这些常识你正在大四仅仅只可开一个头，由于你的大四要练习、卒业、考研、毕设，你会卓殊地忙。有些人会正在大四进测验室和教练发论文，我部分认为发论文这件事没需要操之过急。你的全体大学功夫该当用正在广博涉猎百般各样的常识上面，而不是深远某一个藐幼的研商题目。

　　大四能够初步读少少知名初学竹素，我把这些书不分先后地列出来，你没有需要全数去读，并且每本书先读前几章就够了，能读多少尽量读多少。

　　就像我初步说的那样，这些书，大个别额表贵，还好有少少业界良心的作家放出了他们书的电子版。当然你也能够去少少名字都不行说的网站去找影印版。

　　正在读上面这些书的时分，matlab，python都要放正在手边，然后把书内部的常识尽量执行出来。良多教科书里都市正在章节后面的习题里放少少写明是用matlab做的习题，要尽量多做少少如此的题博鱼电竞。

　　你或许早就传说了ROS的学名，然则最好不要正在大四之前去碰它。由于ROS用了良多操作体例和收集的底层工夫。我正在知乎回复能手能够讲讲ROS呆板人操作平台开垦的少少阅历吗？ - YY硕的回复里有纯粹的先容。ROS的策画倾向是把呆板人的支配和传感器管造的软件和它的硬件隔分开，用上ROS从此，你能够简单地用到良多能直接跑的软件代码。然则ROS从初学到醒目必要起码一年以上的时代，你务必连接地用，连接地测验新的代码和硬件，能力对它熟识起来。

　　ROS的可视化器械Rviz内部临于呆板人回旋的示意用的是四元数，而正在你之前研商四旋翼飞翔器时，内部的代码示意回旋用的是欧拉角，做神情解算用的或许是四元数。这个时分要初步蓄谋识地去进修回旋示意法之间的区别和相干。

　　要着庞大四功夫的练习和卒业策画。良多大四的学生卒业策画都市卓殊颓地做一下，我认为是欠好的。要把做卒业策画的历程看做一个正式的项目。这个项目除了做好工夫方面的使命，也要做好浮现方面的使命。中国工程师的一大特征是，不会表达本人，或许做的东西程度很高，然则做出PPT就会犯字体花哨不正式、一页上面字太多，图文没有相干等表达上的题目。通过PPT先容、浮现本人的收获正在工程师的职业生计的任何一个阶段都卓殊首要，它乃至也必然水平上限定了呆板人为程师或许抵达的高度。惟有或许把本人的收获明晰地表达给本人的团队，能力得到其他人的反应、通过疏导抬高团队的具体固结力和常识程度，如此本人正在团队或许得到更多的承认，有帮于团队具体使命服从的抬高。我每年去插手几次学术集会，都正在集会上觉获得少少中国的科研职员走到国际上从此，演讲才略很差就会导致他们的科研收获不受着重。当然其他国度的科研职员也是如此。

　　为了写出排场的工夫申报和卒业论文，你能够初步进修Latex。Latex行为国际国内第一写作神器，进修原料正在网上有良多。Latex的进修和应用同样也是必要连接地游刃有余，多写多练就熟识了。写卒业论文有个题目是若何做出细密的矢量图，我举荐Draw Freely Inkscape，一个比Illustrator更轻量化、然则有些效力反而更健旺的免费软件。

　　看待那些思申请出国留学的同砚，你要做一个本人部分的收获浮现，用网页的阵势露出对照好。把本人Github链接（倘使你按我说的，大学第一天就申请Github账号，现正在曾经是一个三年的老油条了）、做过的呆板人视频、写过的工夫申报和作品（最好是英文的）放正在上面。

　　1. 手写双目视觉里程计。涉及到图像管造、特性成亲、位子解算、空间变换等等。

　　2. 手写四旋翼飞翔器基于GPS的轨迹经营。涉及到深挖四旋翼飞翔器的运动道理、IMU道理、轨迹天生和优化等。

　　3. 造一个被推了也不会倒的双足舵机呆板人。涉及到舵机支配、倒立摆筑模、动力学解析、PID支配、IMU道理等。

　　4. 深度进修练习一个幼车追人跑。涉及到深度进修器械包应用、数据集收罗、数据集解析、幼车支配等。

　　5. 板滞臂给人端茶倒水。这个相对来说土豪一点，由于能直接拿来用的板滞臂都很贵，这个要看测验室有没有条目了。涉及到多自正在度板滞臂道理的进修、器械包的应用、轨迹经营等等。

　　这几个项目要做好，都要连续进入三个月以上的时代以及必然的资金，每一个都是表面多于执行。当然同砚们本人也能够本人选取本人的卒业策画标题，然则最好仍旧选做出来能跑能飞的东西，同时避免选取必要花大方时代去拧螺丝、焊板子的标题，尽量买现成的电机、开垦板、3D打印布局，大四要多给本人留时代去看书和写代码。

　　大四到研商生之前的暑假，最好去少少对照不错的呆板人公司练习一下，好比说大疆。当然你也能够一直做呆板人竞争，好比RoboMasters和大疆的飞翔器竞争。

　　研商生的时分，你的倾向对照明晰了，即是做一种呆板人起码两年时代机器人，并从中开采出能够楬橥论文的常识点。上面我给出的书单内部，你要初步精读内部的几本。

　　倘使做呆板人视觉定位、传感器统一方面的研商，1、4、5、7四本书必然要精读博鱼电竞。

　　倘使做经营算法的研商，那么还要读其他偏CS少少的书，好比讲A* search，random forest，图论方面常识的教材。因为我正在这方面成就不深，就不托大了。

　　我现正在卓殊不倡导同砚们选取从四旋翼飞翔器的动力学支配里找题目行为研商课题。由于四旋翼飞翔器的特征曾经被研商透了。目前国际上对多旋翼飞翔器的研商重要凑集正在造少少奇葩样子的飞翔器，以及给多旋翼飞翔器上安置一个板滞臂去做力支配，如此做就对多旋翼飞翔器支配的动力学酿成了少少影响。以是必要同砚对动力学和多自正在度板滞臂支配有对照深的领悟。

　　自愿导航和驾驶是这两年的热门，一方面汽车的自愿化是形势所趋，另一方面多旋翼飞翔器异军突起，发作了良多对自愿飞翔的需求。除了呆板人视觉定位算法以表，同砚还必要进修其他的传感器，以及这些传感器与视觉定位算法若何统一。这内部有良多坑，好比算计量的题目，若何担保统一算法不崩，若那边理传感器的延时等等，都必要同砚联络本人的项目去踩，坑踩得多了能力生长。倘使大师思找一个多旋翼飞翔器平台研商自愿导航，我举荐大疆的M100，我曾经正在知乎回复RoboMasters2015夏令营是怎么的？ - YY硕的回复里吹过一波M100，前面说过的本年夏令营的知乎回复插手Robomasters 2016夏令营是怎么一种体验? - DJI 大疆立异里也有人帮我吹了一波。

　　少少大学里学过的常识点，是务必联络研商生功夫的项目标需求弄得很大白的，好比三大变换（傅里叶变换，拉普拉斯变换，Z变换），回旋示意法（欧拉角、四元数、回旋矩阵），数值算计若何防守矩阵呈现数值题目等等。除了本人的项目，还必要把凸优化、卡尔曼滤波尚有多自正在度板滞臂的支配进修一下。这三个界限的常识，是任何一种呆板人都市用的到对照难的常识。

　　凸优化和凸优化的百般变形长短常首要的常识，由于各行各业里的研商题目，多半是会确立一个优化题目去处理的。上面提到的《Convex Optimization》web.stanford.edu/~boyd/cvxbook/bv_cvxbook.pdf，也是一本神书，同砚们必然要不苛读一读。Matlab、Python、C++都有少少现成的器械包能够帮帮你解优化题目，然而最好同砚们能本人手写少少根基的优化算法，好比gradient descend，barrier method等等。其它现正在主流的SLAM算法，后端都是通过一种叫做g2o的优化算法来出功效的。并且g2o或许整合bundle adjustment 和structure-from-motion这两大算计机视觉里的闭节题目，能够说是一种很好的算计思思了，卓殊有需要进修一下g2o。

　　多自正在度的板滞臂的难点正在于板滞臂的运动学正反解、运动学支配和动力学支配，根基是一个筑模解析和数值算法完成的题目。倘使你所正在的学校没有一个财力雄厚的呆板人测验室的话，你根基上没有机遇接触到多自正在度的板滞臂。这时分之前学到的Simulink和就要学的Gazebo就派上用场了，你能够用Simscape内部的刚体搭一个多自正在度板滞臂，然后通过Simulink仿真去进修板滞臂的支配；也能够用Gazebo的URDF讲话写一个板滞臂，然后通过Gazebo和ROS的接口去支配板滞臂；也能够用ROS内部的知名器械包MoveIt! Motion Planning Framework，然而MoveIt的题目是，他只可仿真运动学，而不行仿真动力学。工业界限对多自正在度的板滞臂支配平淡用一个叫做D-H示意法的筑模器械（Denavit），这个东西我并不太会。我只会向同砚们举荐我导师的著述《A mathematical introduction to robotic manipulation》（cds.caltech.edu/~murray/books/MLS/pdf/mls94-complete.pdf）。

　　有一个卓殊奇妙的原形：《A mathematical introduction to robotic manipulation》这本板滞臂支配界限的知名教材的第二章和算计机视觉界限的知名教材《An Invitation to 3-D Vision》的第二章根基是雷同的，都正在讲回旋示意法。这是由于一切的回旋示意法都能够概括为一种温柔的李群布局：SO(3)群。而算计机视觉和板滞臂支配都涉及到剖判刚体的回旋，原形上用算计体例去观测和支配一切的刚体组成的体例，剖判回旋都是很闭节的题目。回旋示意法该当行为研商生阶段的一个首要进修的常识点。

　　研商生阶段还要培植的一个才略是借帮百般器械仿真呆板人体例的才略。鲜明地，良多呆板人体例真的造出来的话造价腾贵，必要正在实质造作之前写一个对照确切的仿真体例出来测试算法。我认为做仿真体例的才略直接量度了呆板人为程师的工夫程度。当你初步要搭一个仿真体例的时分，第一步是通过欧拉方程和牛顿方程确定刚体的运动特征，乃至要本人写刚体二阶微分方程；第二步是确定刚体之间的互联闭连，策画区别类型的闭节博鱼电竞，倘使有软性连合必要插足弹簧阻尼模子；第三步是确定被仿真的刚体体例会不会和表界发作碰撞或者其他阵势的力，倘使有的话，必要策画相宜的接触力和摩擦力仿真的模子。多旋翼飞翔器的仿真是很纯粹的，不必要思量什么接触力。然则多自正在度板滞臂根基都必要仿真接触力，不和物理寰宇去交互的板滞臂惟有很幼的实蓄意旨。而或许自行运动locomotion体例，好比双足、多足呆板人，则涉及到更多的接触力，多到接触力都市影响仿真体例的数值安祥性。搭筑一个仿真体例必要很强的体例筑模才略和数值解析的才略，固然Simulink、Gazebo、Vrep供给了区别水平的器械简化你的使命，然则要让仿真体例或许安祥运转，必必要能深远此中的细节。有些看起来很魁梧上的仿真器械，好比Nvida的PhysX，正在仿真的时分是粗心掉科里奥利力的，倘使不剖判仿真的实质，或许就会粗心这一个首要的缺陷。

　　你的进修布置亲热尾声。现正在你曾经进入了一个很好的状况：看到一个呆板人，或许很断然地解析出它用了什么传感器、实践器、算计平台大体是什么量级，他的实践机构或许担当多少气力。看到一个新的算法，或许约莫占定大白它的实践流程，正在什么枢纽做了优化。看到一个新的没学过的常识，或许解析出它和你以前学过的什么常识有相干，你还必要再学什么能力弄了然这个常识点。

　　研商生二年级要深化第一年学到的那些工夫和常识，要做到完好地读过四五本书，五十篇以上的论文。你曾经积聚了几万行代码的阅历，也能熟练地评论谁家的电机回差幼，谁家的电机线性水平好。

　　你这个时分能够去写作少少论文，也能够初步进修少少更高级的工夫和器械，好比用FPGA和GPU优化算法、魔改Linux内核、玩玩液压体例、领略更多呆板进修的常识好比加强进修等等。你也能够从算计机图形学或者算计力学内部找到少少帮帮你更好举行呆板人仿真和体例解析的器械。因为你懂良多呆板人方面的常识，你能够给学校的呆板人队做教导，或者带队插手少少对照有离间性的呆板人竞争。

　　写到这里，我就不或许给出良多区别界限的教导了，由于跟着进修的进一步深化，我本人熟识的界限也正在减少。我只可对几个界限给出我的见解。

　　对视觉定位和传感器统一来说，SLAM急需新的打破，目前通过几何抑造去完成loop closure看起来曾经走入了末途，没法有更多的发达了，下一步可行的偏向是与深度进修举行联络。全体的少少先容能够阅读行业中大牛的一篇作品computervisionblog.com/2016/01/why-slam-matters-future-of-real-time.html，记述了几个业界大牛们最新的见解。传感器统一工夫，目前尚有良多题目能够寻觅，由于传感器的延时、不服均的信号，会给定位体例酿成困扰，怎么去除这些作对，必要确立对照纷乱的非线性优化题目，全体能够眷注香港科技大学Shaojie Shen的使命。

　　看待多自正在度板滞手和呆板人的locomotion来说博鱼电竞，这内部尚有卓殊多能够寻觅的研商题目。我前面提过接触力和摩擦力很难仿真，大神告诉我现正在没有任何一种器械和表面能把接触力和摩擦力无误仿真出来，以是怎么正在呆板人体例里稳妥管造对这些力的支配，即是很难的题目了。现正在业界的一个前沿发达偏向，也是诈骗呆板进修工夫来帮帮呆板人学会管造这些表力，然而人类目前最出色的多自正在度呆板人体例，Berkeley的Brett呆板人，叠几块积木就要用万分钟（New ‘deep learning’ technique enables robot mastery of skills via trial and error），鲜明尚有良多提拔的空间。这方面的题目同砚能够眷注知乎大神。

　　终末我思再夸大一遍表达才略的首要性。你能够从本人带的课程和呆板人队入手，把本人这几年来学过的常识做成PPT讲给学生们听，然后让他们给你反应。多做如此的演习，提拔本人做演讲的才略，这来日会让你受益匪浅。

　　研商生二年级之后，你能够打算进呆板人公司使命了，也能够依照你本人感风趣的研商偏向申请博士接着勤恳。因为你曾经控造了宏壮的常识和本领，你的职业生计将会大有行为。

　　我从2008年张开本人的呆板人生计。那一年波士顿动力刚才揭晓他们的大狗呆板人，Python仍旧很幼多的讲话，Ubuntu 8.04还很担心祥，Chrome还没有多少人清楚。正在之后的几年中我目击了深度神经收集的再起，看到波士顿动力的呆板人日渐健旺，通过了ROS的发源和兴隆，帮帮了大疆的振兴，深深为这个工业的改日觉得兴奋。我盼望这篇作品或许帮帮更多的年青人进入呆板人学的海洋，为改日呆板人学的一直发达功绩气力。呆板人为程师博鱼电竞进建布置