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個人技術路線清單 · 2026—2029

機器人系統軟件研究生成長路線

以機器人系統軟件為絕對主線，按“能力擴張 → 穩定化 → 測量瓶頸 → 再引入新技術”的節奏推進；研一完成 Cyber AMR，隨後補齊 Cyber Arm，研二形成穩定、可量化、可恢復的 Cyber Mobile Manipulator。

形成貫通嵌入式底層、Linux C++ 驅動、ROS 2、定位導航、機械臂操作與任務執行的完整機器人系統能力；最終成果必須同時具備實機演示、連續測試、量化指標、失敗分析、自動恢復、完整文檔與科研結果。

學習階段
10
小任務
231
已完成
0
總進度
0%

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機器人系統主線

Cyber AMR → Cyber Arm → Cyber Mobile Manipulator

Cyber AMR → Cyber Arm → Cyber Mobile Manipulator：STM32 / FreeRTOS → C++23 / Linux → ROS 2 / ros2_control → 狀態估計與自主導航 → MoveIt 2 / RGB-D → 移動操作與任務恢復

工業控制副線

工業實時與運動控制基礎

工業實時與運動控制基礎：實時 Linux → EtherCAT → CiA 402 → 軌跡規劃 → 單軸伺服與故障安全；只做能力補充，不建設第二個同規模大型項目

科研線

移動操作機器人的定位、導航與操作可靠性

科研圍繞真實移動操作機器人展開：優先考慮導航誤差下的工位視覺精對位與抓取補償，其次考慮多傳感器融合定位、退化或動態環境中的導航魯棒性；最終只選一個核心問題深入

學期計劃與執行記錄

學習階段

研一上 · 2026.09—2027.01

以課程為主，先打牢現代 C++、Linux、STM32 和 ROS 2 硬件接入鏈路；暫時不追機械臂實機、VLA、3DGS 等高級功能

階段驗收: Cyber AMR v0.5：STM32 → C++ Driver → ros2_control 完整打通

機器人 70% · 工業控制 5% · 科研 25%

夯實現代 C++ 與 Linux 工程基礎0%

為後續所有機器人模塊建立統一、可維護、可測試的工程規範。

C++23CMakeLinuxGitGoogleTestGDB
掌握 RAII、智能指針、移動語義、常用 STL 與錯誤處理

掌握 RAII、智能指針、移動語義、常用 STL 與錯誤處理

掌握線程、mutex、condition_variable、atomic 與常見併發問題

掌握線程、mutex、condition_variable、atomic 與常見併發問題

掌握 target、庫組織、依賴傳遞、install / export 與 find_package

掌握 target、庫組織、依賴傳遞、install / export 與 find_package

使用 GoogleTest 建立單元測試，並接入基礎 CI

使用 GoogleTest 建立單元測試，並接入基礎 CI

使用 GDB、Sanitizer、日誌和 core dump 定位內存與併發問題

使用 GDB、Sanitizer、日誌和 core dump 定位內存與併發問題

重構 Cyber AMR 的 STM32 底層0%

形成穩定、安全、可測量的四電機控制固件。

STM32FreeRTOSPIDEncoderUARTCAN
重新劃分 FreeRTOS 任務、優先級、中斷與控制週期

重新劃分 FreeRTOS 任務、優先級、中斷與控制週期

完成編碼器採集、輪速計算、單位和方向校驗

完成編碼器採集、輪速計算、單位和方向校驗

完成四電機速度 PID、輸出限幅、Anti-windup 與基礎前饋

完成四電機速度 PID、輸出限幅、Anti-windup 與基礎前饋

驗收: 保留階躍、穩態誤差、負載擾動和四輪一致性曲線

加入目標速度斜坡，避免速度指令突變帶來的衝擊

加入目標速度斜坡，避免速度指令突變帶來的衝擊

完成通信超時停車、Watchdog、故障狀態、急停和安全啓動

完成通信超時停車、Watchdog、故障狀態、急停和安全啓動

建立跨平台 Robot Protocol0%

讓 STM32 與 Linux 共用同一套協議核心源碼，並保持協議層與傳輸方式解耦。

C++23CRC16std::arraystd::span
確定幀頭、版本、長度、序號、CMD、Payload、CRC 和幀尾

確定幀頭、版本、長度、序號、CMD、Payload、CRC 和幀尾

實現無動態內存依賴的打包與解包接口

實現無動態內存依賴的打包與解包接口

實現流式 Frame Parser，處理半幀、粘包、拆包、多幀和重新同步

實現流式 Frame Parser，處理半幀、粘包、拆包、多幀和重新同步

確保協議核心不依賴 ROS 2、Boost.Asio、STM32 HAL 和 FreeRTOS

確保協議核心不依賴 ROS 2、Boost.Asio、STM32 HAL 和 FreeRTOS

為 CRC、Codec 和 Parser 建立邊界與錯誤輸入測試

為 CRC、Codec 和 Parser 建立邊界與錯誤輸入測試

完成 Cyber AMR 的純 C++ Linux Driver0%

把串口通信、設備狀態和故障處理封裝成不依賴 ROS 2 的設備驅動。

C++23Boost.AsioGoogleTest
完成 Boost.Asio 異步串口讀寫和線程模型

完成 Boost.Asio 異步串口讀寫和線程模型

完成斷連檢測、自動重連、超時與 Heartbeat

完成斷連檢測、自動重連、超時與 Heartbeat

建立電機、編碼器、IMU、故障和 Driver 狀態接口

建立電機、編碼器、IMU、故障和 Driver 狀態接口

建立 DriverConfig / SerialConfig，由上層負責參數來源

建立 DriverConfig / SerialConfig，由上層負責參數來源

測試串口異常、錯誤幀、MCU 重啓和 Driver 生命週期

測試串口異常、錯誤幀、MCU 重啓和 Driver 生命週期

完成 Cyber AMR 的 ros2_control 接入0%

確定正式機器人系統的硬件控制入口，並讓 ROS 2 只作為 Driver 的適配層。

ROS 2ros2_controlpluginlibTF2
實現 ros2_control SystemInterface、生命週期、read() 與 write()

實現 ros2_control SystemInterface、生命週期、read() 與 write()

導出輪速 Command Interface 和關節 State Interface

導出輪速 Command Interface 和關節 State Interface

接入 controller_manager、joint_state_broadcaster 與麥輪控制器

接入 controller_manager、joint_state_broadcaster 與麥輪控制器

使用 URDF / YAML / launch 配置硬件參數和控制器參數

使用 URDF / YAML / launch 配置硬件參數和控制器參數

完成一鍵啓動並驗證 ROS 2 → Driver → STM32 完整鏈路

完成一鍵啓動並驗證 ROS 2 → Driver → STM32 完整鏈路

補齊狀態估計與 SLAM 數學基礎0%

先建立能讀懂論文、理解 EKF 並定位工程問題的理論底座。

Linear AlgebraProbabilitySO(3)SE(3)EKF
複習線性代數、最小二乘與 Jacobian

複習線性代數、最小二乘與 Jacobian

掌握高斯分佈、協方差和貝葉斯估計

掌握高斯分佈、協方差和貝葉斯估計

掌握四元數、旋轉矩陣、SO(3)、SE(3) 和座標變換

掌握四元數、旋轉矩陣、SO(3)、SE(3) 和座標變換

手推並實現一個小型 EKF 示例

手推並實現一個小型 EKF 示例

驗收: 能夠解釋狀態、預測、觀測、Q 和 R 的含義

關鍵里程碑

  1. 2027.01

    Cyber AMR v0.5：STM32 → C++ Driver → ros2_control 完整打通

  2. 2027.02

    Cyber AMR v0.5 Stable：可靠性與實時性基線完成

  3. 2027.07

    Cyber AMR v1.0：EKF + 2D SLAM + Nav2 實機穩定

  4. 2027.09

    Cyber AMR v1.0 Release + Cyber Arm v0.5 Simulation

  5. 2028.01

    Cyber Mobile Manipulator v0.5：真機械臂視覺抓取 + 精對位 + FAST-LIO2

  6. 2028.02

    科研實驗流水線 + Failure Taxonomy 完成

  7. 2028.07

    Cyber Mobile Manipulator v1.0：導航 → 精對位 → 抓取 → 運輸 → 放置 → Recovery

  8. 2028.09

    不少於 50 次端到端測試 + 秋招作品集凍結

  9. 2028.12

    獲得目標 Offer，學位論文完成 70%—80%

  10. 2029.03

    論文定稿與盲審階段

  11. 2029.06

    答辯、畢業與 Cyber 系列項目最終歸檔