模块1：数学与编程基础（共32课时）

• 核心数学工具：线性代数（矩阵运算、齐次变换）、概率统计（贝叶斯估计、高斯分布）、微积分

（导数、积分在运动学中的应用），结合机器人位姿描述案例精讲；直播课插入“弹幕答题”“实时演

算”互动，错题自动收录错题本

• 核心编程语言：Python（NumPy数值计算、Pandas数据处理）、C++（Linux云环境开发、STL

容器），提供在线编程环境（无需本地配置），重点训练算法代码实现效率；设置“代码竞速”小游戏，

提升练习趣味性

• 实训项目：基于云端Python环境实现机械臂关节角度计算程序，完成从关节空间到工作空间的

转换；项目代码通过线上提交平台上传，AI工具自动检测代码规范度，讲师直播点评典型问题

模块2：机器人基础与ROS2开发（共32课时）

• 机器人学核心：机器人分类（工业/服务/特种）、运动学（正解/逆解）、动力学基础，解析机械

臂“丝滑运动”的底层逻辑；录播视频中插入分段测验，未达标需重新学习对应章节

• ROS2核心开发：节点/话题/服务通信、消息定义、Launch文件编写，掌握rviz2在线可视化与

Gazebo云端仿真工具；提供ROS2云开发环境，支持一键启动仿真场景，避免本地配置难题

• 实训项目：在ROS2云平台搭建机器人开发环境，实现移动机器人的速度控制与里程计数据发

布，完成简单避障演示；学员上传仿真演示视频至平台，分组互评+讲师点评结合

模块3：运动控制算法（共32课时）

• 经典控制策略：PID控制（位置/速度环参数整定）、模型预测控制（MPC），分析机械臂震动、

精度差等问题的解决方案；直播课采用“案例拆解+实时提问”模式，讲师在线演示参数调整效果

• 轨迹规划算法：多项式插值（三次/五次多项式）、样条插值、梯形速度规划，掌握C²连续性轨

迹设计方法；提供在线轨迹仿真工具，输入参数即可生成运动曲线

• 实训项目：基于Python实现机械臂三次多项式轨迹规划器，在Gazebo云端仿真环境完成

0°到90°的平滑运动（含位置/速度/加速度曲线绘制）；项目采用“阶段提交”模式，关键节点由企

业导师在线审核

模块4：路径规划与避障（共32课时）

• 经典路径规划：A*、Dijkstra算法（静态环境）、RRT*/Informed RRT*（高维动态环境）；录播

课配套算法可视化动画，直播课组织“算法优化”小组讨论

• 避障优化技术：人工势场法、动态窗口法（DWA），解决工业场景中机器人碰撞、路径冗余问

题；提供多场景避障仿真模板，学员可自定义障碍物分布

• 实训项目：在Gazebo云端仿真环境中，实现移动机器人从起点到终点的动态避障路径规划

（障碍物随机生成）；提交路径规划代码与避障成功率分析报告，平台自动统计核心指标

模块5：感知融合与AI算法（共32课时）

• 多传感器感知：激光雷达（SLAM建图）、视觉（目标检测YOLOv8）、IMU数据融合，提升

环境理解能力；提供云端传感器数据集，支持在线调用与分析

• 深度学习应用：PyTorch/TensorFlow云端框架、神经网络模型训练，实现机器人视觉识别与

姿态估计；使用轻量化AI训练平台，无需高性能显卡即可完成模型训练

• 模型部署优化：ONNX格式转换、TensorRT加速，满足机器人端侧实时性需求；提供在线

模型转换工具，自动生成优化报告

• 实训项目：基于YOLOv8与激光雷达融合，在云端实现工业机器人对工件的精准识别与定

位（识别准确率≥95%）；项目成果通过直播答辩展示，企业导师现场点评

模块6：垂直领域专项算法（分方向选修，共48课时）

1. 工业机器人方向

• 产线机器人运动协调算法（企业导师直播讲解真实产线案例）

• 柔性生产线路径优化（最小能耗），配套云端产线仿真场景

• 实训：基于ABB RobotStudio线上版，开发产线物料搬运算法；提交算法代码与路径优

化分析报告

2. 医疗机器人方向

• 手术机器人运动平滑控制（结合医疗行业规范直播授课）

• 医疗影像与机器人定位融合，提供云端医疗影像数据集

• 实训：在医疗机器人仿真平台完成导航路径规划；录制仿真操作视频并附技术说明

3. 物流机器人方向

• AGV集群调度算法（亚马逊仓储案例直播解析）

• 仓储环境动态路径规划，支持自定义仓储地图与订单数据

• 实训：开发AGV订单处理算法，在云端仓储仿真系统验证效率；提交集群调度日志与效率分析

4. 人形机器人方向

• 双足步态规划（ZMP准则与强化学习结合，企业工程师线上实操演示）

• 全身运动学解算与平衡控制算法，配套“格物”线上仿真平台

• 具身智能交互与环境自适应技术，提供多场景环境模型

• 实训：基于“格物”线上平台开发人形机器人平地行走+台阶跨越步态；提交步态控制代码与仿真

视频

模块7：企业级综合项目（共32课时）

项目主题：智能工厂机器人工作站系统开发（模拟真实产线场景）

• 需求：机械臂完成工件抓取-装配-放置全流程，移动机器人配合物料运输，实现多机器人协同

作业；采用Git进行代码版本管理，腾讯文档同步项目进度

• 技术栈：ROS2云平台+YOLOv8线上训练+RRT*路径规划+PID控制，提供完整技术文档模板

交付物：完整代码工程（上传至云端代码仓库）、技术文档（在线协作编辑）、演示视频（含算

法原理讲解）；项目分组完成。