大二学期总结(我的机器人开发之路)

目录

  • 概述
  • 自我介绍
  • 项目开发流程
    • 学科竞赛网站推荐
    • B站博主推荐
  • 软件学习篇
    • 这么多东西我应该从哪里开始学?
  • 硬件篇
    • 视频推荐
    • PCB设计
    • 焊接技术
    • 订购材料应该注意的点
  • 建模篇
    • 视频推荐
    • 项目中建模同学做什么?
    • 磊哥的大作:
    • 建模的周期大概多长?
    • 好了,上福利:
    • 图纸下载网站:
    • 3D大赛公众号
  • 电控篇(这里我就要班门弄斧啦)
    • 编程基础
    • 单片机学习
      • arduino视频推荐:
      • STM32开发流程:
      • ESP8266
    • 物联网学习
    • ROS机器人开发学习
    • 电控在项目中的作用
      • 无人机技术总结
        • 基于云台摄像机视觉的无人机跟踪算法:
        • 基于GPS的无人机跟随​技术
      • 无人车技术总结
        • 使用了物联网相关知识进行数据交互
          • 资料推荐:
        • 用8266实现WIFI图传:
          • 资料推荐:
  • PPT的制作
  • 项目总结
  • 未来规划
    • 实验室篇
    • 学业篇
    • 就业篇
    • 副业篇

概述

接下来我将以项目开发为主线,总结一下我这一年来学习机器人的得与失!以下只是个人学习分享,大佬勿喷!毕竟我只是一个渣渣。

自我介绍

关注我公众号的人可能看过我之前写的一篇文章渣渣鑫的故事

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没错,我是渣渣鑫,那么今天抛开其他,我们从机器人开发项目流程说起,聊聊我这一年来的项目经历。

简单说一下我参加的比赛吧,下面这张图就是我这大二这一年大大小小参加的比赛,说多不多,说少不少,但收获很多,抛开比赛得的奖,我觉得最值得回忆的是友谊,队员的配合,和我们通过的每一次宵,熬过的每一个夜晚。青春就是这样啊,一眨眼大二就要结束了,现在回想起来还是那么的美好,我们的青春只有这一次,多年以后再看这篇文章,热泪盈眶!!
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电赛我记得应该是大二刚开学比的,因为疫情导致比赛推迟,因为自己资历不够,那一年的电赛我没有参加。比赛之后我决定进行复盘,做了一个简易版的电赛小车,完成了巡线,数字特征点识别,路线规划等功能。
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那晚我记得很清除,第二天大一要来培训,我们三个熬到了四点多才睡觉。但把赛题做出来的时候,心里别提多激动了,根本没有困意。
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后来我们开始了新的项目-----道路标线机器人

又是一夜一夜的累加,肝!
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第二天一大早就下去调试,拍视频
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开始挑战杯:
大家都努力完成着自己的任务,没有一个人懈怠,我们从0开始,一步一步走到了现在
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最后我也带着它走到了挑战杯的赛场,结果虽然不是很满意,但这又如何呢?我更在乎的是这段经历。比赛如社会,潜移默化中会教会我们一些东西。

这期间我们经历了对大一新生的培训。
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参加了大四学长的毕业,也留下了我与景蔚哥的同框照片。仿佛一眨眼,自己也将到达毕业季了,时间真的很快!!
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项目开发流程

学科竞赛网站推荐

大学生学科竞赛咨询网:https://www.saihuan.net/
大学生竞赛社区:https://www.saikr.com/

B站博主推荐

现实版钢铁侠
抖音搜:猪坚强(普通人的造车梦)
老师好我叫何同学

软件学习篇

  1. 建模:soldworks(主要),CAD(了解)
  2. 硬件:仿真软件multium,电路设计软件AD,嘉立创(不是专业学硬件的我觉得嘉立创就够用了)
  3. 电控:C语言基础(快速入门,了解语法即可),单片机(C51、arduino、stm32、msp430、ESP8266、ESP32、树莓派等)
  4. 电控开发软件:VSode(C语言)、keil4(C51)、keil5(STM32)、arduino IDEA(arduino)、VMware(虚拟机,下载镜像)、notepa++(代码查看软件,炒鸡好用!),pycharm(python idea,买一个摄像头,下载opencv脚本,开始你的视觉识别之路)
  5. PPT制作:ppt的制作、ps、pr要熟练使用,线上比赛的法宝(你们懂的!!)

下载地址:
微信公众号搜索:今日工作室,里面有破解版的软件

宏观了解了项目开发需要哪些软件之后,很多人已经头大了,这么多东西,谁学的完啊,等学会都大学毕业啦!其实上面这些东西只是让你学会如何使用这些软件,软件的使用是最基本的,也是最没有技术含量的。不要把会使用软件作为学习目的,就比如电路这块,我们学的应该是电路的设计,而不是照着视频,画个原理图。就说我会硬件了。再比如软件开发,开源代码一大堆,淘宝咸鱼几毛钱一堆代码,我们要用架构的思维去学习,我们可以使用别人的代码,毕竟高级程序员都是CV大师,但是我们要在抄代码的基础上学会如何改代码。到最后如何设计代码。

说了这么多,那我们项目开发需要什么呢?

  1. 如果只是做项目的话只要会用就行,短期内我们也无法深入学习,这是实话。我们要做的就是快速学习,用项目检验自己的学习成果。
  2. 学会团队分工,上面我讲了那么多软件,并不是让一个人全学会,而是分工完成,有建模的同学,有电控的同学,有硬件搭建的(硬件搭建其实就是大家一起动手完成的),文案/ppt制作的同学,答辩讲解同学。

这么多东西我应该从哪里开始学?

其实对于初学者来说,我们有一段空白区,就是我们不了解学的东西是什么,有什么用。就拿我自己来说吧,我大一培训那会儿,学长说要开设单片机课程,但是并没有说什么型号。因为我是一个性子急的人,所以当天下课我就去网上找资料,铺天盖地都是C51单片机,我就自以为要学习这款单片机,并且当时花了199买了一个课程,那晚自以为买到了宝,我记得应该是看到了半夜两点多吧!(根本看不懂)

第二天咨询学长才发现,学的是stm32.。。。。。。当时给我整无语了!
所以这里我想说的是,有问题就问,虽然我们懂得也不多吧!但至少那些基础的问题还是知道的。

好了废话少说。直接上干货!!课程学哪些,去哪里学。

硬件篇

自己主要是学习软件这块的,所以硬件懂得不是很多(有问题可以问我,我有认识的大佬)

我觉得学习硬件之前必须要科普一些电路知识,对于小白,上来就学习AD软件,只会照葫芦画瓢,最后连电容,电阻都分不清。难的物理知识咱抛开不说。毕竟电子设计大赛有专门的电路设计题。这可不是看你PCB板子画的怎么样,这是要上手设计电路的

视频推荐

电路基础知识补充

凡亿教育

PCB设计

其实PCB设计很简单,只要有原理图,懂原理图,就可以绘制,看的就是你布线的耐心。嘉立创这边封装什么的都很全,画完直接打板就行(每个月两次免费大板)。上面有很多开源的PCB,可以打着回来玩一玩。

https://www.bilibili.com/video/BV1dU4y187fN?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=b504e7535c0fe22d96216efd422227aa
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焊接技术

其实画PCB在很多时候不怎么用,更多的时候是需要我们自己去焊接的。那么焊接就有说到了,简单的直插式焊接,和难度高点的贴片焊接。这个有技巧,而且工具得好,比如加热台,焊锡膏等等。

贴片焊接技术

订购材料应该注意的点

1.买材料的时候,对于型号的选择,就拿简单的型材和螺丝螺母来说,型材的尺寸和螺母尺寸是否一致,反正我第一次买回来的材料。螺母都塞不进去。当时真的很崩溃。
2.买材料一定要看型号
3.型材连接件种类也有很多,型号也要和型材想匹配。否则配合不上。这些我都有遇到过。这只是其中的一部分。很多都需要大家在制作过程中去学习。毕竟吃一堑长一智嘛

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在选材料的时候,其实是能学到很多东西的(我这里以电机驱动和电机选择为例子来简单说一下)
首先是电机驱动:比如我们常用的L298n,TB6612,
我们买材料一定要看材料的属性,是否符合自己项目需求。
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这里告诉大家一下,比如一些模块资料我们没有,可以去淘宝搜这些模块,然后和商家要相关资料,大部分在商品介绍里面就会给出。

建模篇

关于建模这块,我是真的不会,但是我天天看他们建模,整体流程还是懂点的,我这里就以项目开发中,需要建模同学做哪些,来简单聊一聊。

  1. 首先建模这块的画主要是用soldworks软件,这款软件操作起来还是有点复杂的,我是没学明白。所以前期学习建模的同学需要投入大概一个月时间来熟悉这些操作,简单的零件要会绘制。
  2. 我觉得比较难的地方在于装配这块。装配要不好的话,运动算例就做不出来。所以这是连锁反应。

视频推荐

这个我也没什么推荐的,主要是熟能生巧,我建议以项目去学习,就是学习一个零件如何绘制,而不是学习这个软件怎么操作

项目中建模同学做什么?

其实我觉得吧,建模同学才是YYDS,因为他们是最累的,建模就是在没有实物之前,要自己构思每一个结构,心里要有整体的框架,这个是很难的,这不是天马行空的想象,这是要与实际相结合的,建模建不好,实物就做不好。而且建模的一些零件是要靠3D打印的,这对于尺寸要求就很高了。

磊哥的大作:

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深海养殖机器人
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设计是最难的,你要设计的合理,设计的有美感,确实是需要投入时间好好练习的。

建模的周期大概多长?

这个的话看自己能力,其实第一个作品,我们的设计周期挺长的,也不要听别人说几小时一个图,我觉得,一个好的设计是需要考虑很多因素的。就第三个机械鸟爪的设计,我们当时为了想自平衡这个结构,换了很多设计,最后虽然没参加比赛,但觉得这个作品学到的东西远远不至于那一张奖状。

好了,上福利:

如果有人喜欢设计,后期可以往影视设计,三维设计,家居设计方向发展。我这里有一些接单渠道,说到接单我这里插一句,自己还是半瓶醋的时候不要接触,实话。不过你们想接,可以联系我,包括一些程序设计,软件开发相关的我这里也有。

图纸下载网站:

https://data.newrank.cn/m/s.html?s=OSkrODE3Li5I&k
https://www.sanweimoxing.com/
https://www.mfcad.com/
知识付费,所以下图花钱是很正常的

3D大赛公众号

这里面很多3D动力获奖的作品,其实我们做不到完全的创新,那么就在人家的创新上加上自己的元素。这也叫创新。

电控篇(这里我就要班门弄斧啦)

说到电控这块要学的东西真的很多,其实全部掌握是不可能的,但是学习的过程中会了解到很多知识。丰富了我们的知识面。接下来我就一一介绍一下吧!

下面这些是我大一学习过程中总结的,主要是每个阶段学习对应的一些课程和文章,其实我也没什么讲的,很多东西需要自己去搜集,我的可能只是针对我自己的,不一定适合所有人嘞。
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编程基础

这块我觉得吧!学习单片机开发之前,必须要了解单片机开发的语言,这里主要用到的是C语言开发,和一点点C++知识。
课程推荐:

大家B站搜郝斌C语言(这个课程虽然很老了,但是语言这个东西就和汉字一样,根是不变的)很多人听小甲鱼的,但我还是觉得郝斌老师的不错。

进阶:

c primer plus中文版
视频的话:比较多,想要的私聊我

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如果只是想快速做项目的话,这块了解基本语法,数组、函数、结构体、指针(指针了解就行,因为初学不可能一下学会,这是循序渐进的过程)、简单的逻辑运算(与或非)。差不多学完这些,就可以开始学习单片机了。

单片机学习

学习单片机你要有个宏观了解,如果做一些简单项目的话,可以用C51和arduino,这两款单片机学起来比较容易,尤其是arduino,是一款轻量级开发板,适合创客爱好者使用。其实他的功能非常强大,只是我们没有深入去了解。

arduino视频推荐:

博睿机器人:这个视频资料目前没有上传,需要的私聊我。但是arduino资料是很多的,B站搜一下就可以啦!

STM32开发流程:

我之前也写过一篇文档,主要就是讲解stm32基础代码的,因为当时一个同学让我帮他写一下。
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具体学习流程呢其实也是先看视频入门,然后做几个小项目,差不多基本外设会使用就行,作为下位机来使用就行,主要学习的是GPIO ,时钟,定时器,串口,IIC,SPI,ADC。差不多就这些。
视频推荐:

  1. 普中科技(以项目为主)
  2. 野火stm32(讲的详细)
  3. 正点原子

进阶:

主要是以项目的方式来学习,我这里有两套关于无人机和平衡车开发的资料。在做项目中学习。
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ESP8266

这个物联网开发板其实还是很值得大家去学习的呢,现在有一门课程就是物联网,讲的就是万物互联,这也是我们以后发展的方向。

这里我推荐一个博主,非常不错。
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其实单片机的学习,最后看的是你编写的逻辑代码和驱动代码,这也就是为什么会有驱动开发工程师和算法工程师了。

物联网学习

物联网是未来发展的大趋势,小米家居就是要实现万物互联。所以还是建议大家学一下的。
物联网学的东西也不少,偏向网络开发这块,像一些通信协议之类的都要了解。

ROS机器人开发学习

ROS机器人可以说是控制领域的扛把子了,学习起来也是比较吃力的,但是使用起来不难,毕竟开源代码,这里要注意的是,ROS实现的是自动控制,自动控制中,就要求我们精准性,所以硬件这块很重要,
建议学习ROS的时候,先用人家配套的硬件。或者做一个小的,灵活的。
视频推荐:

古月居21讲
windows下安装ROS教程

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进阶:塔克创新大二学期总结(我的机器人开发之路)_第32张图片

需要重点学习的:

熟悉Linux操作
会使用linux指令启动文件
了解ROS包的文件分类
了解tf坐标系
了解里程计
了解Slam算法
了解激光雷达的使用
能够完成上位机和下位机的通信(串口)
使用UWB实现定位

电控在项目中的作用

电控在项目中也是很重要的,电控就像是大脑,控制着一切,没有加入电控的机器人,就是没有灵魂的躯壳。

无人机技术总结

在我们做的互联网+项目中,无人机相关的新技术主要是:

基于云台摄像机视觉的无人机跟踪算法:

首先是对云台摄像机的视觉伺服控制算法进行研究,设计了一种基于图像坐标偏移反馈的云台运动控制算法。
该算法使云台可根据目标相对位置驱动摄像机转动追踪标靶,从而保证目标标靶质心始终处于图像中心位置,有效解决了无人车跟踪过程中传统固定摄像机视野受限、目标跟踪丢失的问题;
我们也增加了基于增量式PID算法的无人机电机控制技术,解决了电机状态变化较快时发生抖动的问题,从而做出最优决策来向电机发送转向指令,驱动无人机行进。

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基于GPS的无人机跟随​技术

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资料推荐:

ROS无人机学习教程
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无人车技术总结

简单的下位机控制就不讲了,主要讲一下用到的新技术有哪些吧!

使用了物联网相关知识进行数据交互

这次主要是加入了图像回传功能,和定点拍摄的功能。
图像回传这块用到了网络编程相关的知识,主要是讲拍摄的照片存储到硬盘中,树莓派相当于是客户端,会读取硬盘中图片的路径,将图片发送到服务器端,我们接收到图片后,进行后期制作。
定点拍摄,我们采用opencv的特征点读取。来达到定点拍摄的效果。

资料推荐:

网络编程基础知识
mqtt入门介绍
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用8266实现WIFI图传:

操作起来还是比较简单的,图传现在有很多种,我们学习的这个比较简单。有局限就是必须连接同一局域网(后期应该使用广域网进行图传)
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资料推荐:

使用ESP实现局域网图传
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上面相关的资料我也做了总结:
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PPT的制作

说实话,项目做的再好,如果PPT上面不下功夫,那只会竹篮打水一场空。关于PPT制作,我总结以下几点:

  1. 首先是内容;项目背景、同类产品存在的痛点、针对痛点的解决方案、模型图、工程图、零件图、爆照图、产品细节/功能展示、制作过程(激光切割,数控加工,3D打印等等)、实物展示、知识产权展示(专利,论文等)、未来规划
  2. 上面是争对创新类比赛,如果是创业类比赛,就要进行财务分析,市场调研,资产预测等等。
    3.PPT 的美观,能让评委眼前一亮。

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这是我的机创的一个PPT展示。做PPT你得要会ps的简单抠图和pr的视频制作。这写都是再比赛中会用到的。

项目总结

其实每个项目的制作流程都是相似的。但我们在准备过程中任然存在诸多问题。

  1. 选题不明确,经常换主题,其实我们有啥想法第一时间要和老师沟通,然后就是咨询大家的意见,问问其他同学对于你这个想法是否赞同,让他们提出一些建议。
  2. 合理安排时间,不要一个人连续半个月画图,另一个人半个月休息,要将任务分配到每天,每个人上面去。
  3. 天马行空的想法可以有,有时候这叫做创新,但是也要结合实际,并不是所有想到的东西,我们都能一比一还原,不确定因素有很多。我们需要以不变应万变。
  4. 要做到项目的迭代,不是一个项目啃到老(PPT/策划书都不变),不需要每个项目都做新产品,但是要在每个比赛上面都有提升,有技术的升级。
  5. 比赛结果并不重要,学校是一个只有黑白地带的地方,而社会是充满灰色地带的社会,比赛也一样。我们只有眼光放长远,格局放宽广。尽情享受这短暂的比赛过程。
  6. 多学知识,为了以后的工作。单位需要我们会什么,我们现在就应该学什么。不要捡了芝麻,丢了西瓜。
  7. 努力吧!让我这个小韭菜有朝一日能称为割韭菜的人。

未来规划

实验室篇

  1. 完善自己的知识脑图,并不断优化推荐课程。希望也可以像森哥一样录制自己的视频。
  2. 继续学习软件开发,硬件开发,模型建立,希望自己可以像稚晖君一样,能够独立完成项目开发。不断拓宽自己的知识面。
  3. 继续对大一,大二学生进行相关基础知识的培训
  4. 希望做学弟学妹的领路人,布道师。

学业篇

  1. 把专业技能证书考下。让自己大学不留遗憾吧!!!
  2. 呃呃呃,其他也没什么,自己学习这块不太行。。。。
  3. 有能力考研的一定要考研(只要卷不死,就往死里卷)

就业篇

  1. 从大二上学期开始,开始规划自己的就业问题,咨询了很多人,网上也看了很多文章。初步决定是想从事嵌入式软件开发。
  2. 说到嵌入式这个行业,学的种类有很多种,有软件开发,硬件开发,驱动开发等等,学的知识体系也是很庞大的。这里我简单列举要学的东西。
  3. 知识体系

C语言
Linux
C++
数据结构
数据库
QT开发
MFC等等

  1. 入坑互联网行业,希望普普通通的我能通过互联网这个行业,进入大厂修炼。

副业篇

  1. 知识付费,我只能说这么多了,想必大家都懂!
  2. 通过公众号,个人博客等开始做知识输出

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