课程大纲：技术 - 机器人技术 - 机器人设计 - 系统集成

第1周：课程介绍与预备知识

• 主题: 课程概述与预备知识
• 学习目标:
  • 了解机器人技术的基本概念
  • 熟悉必要的编程语言和软件工具
• 阅读/资源:
  • 《机器人学基础》(Stengel)
  • 在线工具推荐
• 活动:
  • 自我评估问卷
  • 初步编程挑战

第2-3周：机器人硬件基础

• 主题: 机械结构与传感器
• 学习目标:
  • 识别人工智能和机械元件
  • 学习基本电路与传感器原理
• 阅读/资源:
  • "Robot Hardware: A Practical Guide" (Burgard)
  • Raspberry Pi GPIO教程
• 活动:
  • 组装基础机器人平台
  • 传感器实验

第4-5周：控制系统与编程

• 主题: 微控制器与编程语言
• 学习目标:
  • 理解PID控制算法
  • 使用Python或C++进行简单控制程序编写
• 阅读/资源:
  • "Programming Robots with ROS" (Quigley et al.)
  • ROS官方文档
• 活动:
  • 控制算法实现
  • 开始使用ROS进行编程

第6-8周：软件集成与通信

• 主题: 网络通信与模块间协作
• 学习目标:
  • 学习如何在多机器人系统中协调行动
  • 掌握网络通信协议
• 阅读/资源:
  • "Mastering ROS 2" (Bohren)
  • MQTT教程
• 活动:
  • 设计并实现通信协议
  • 小型网络机器人挑战

第9-10周：高级设计与优化

• 主题: 机器视觉与自主导航
• 学习目标:
  • 了解视觉传感器的工作原理
  • 应用SLAM算法
• 阅读/资源:
  • "Computer Vision for Robotics" (Thrun, Burgard, Fox)
  • OpenCV教程
• 活动:
  • 机器视觉项目开发
  • 自主导航实验

第11周：项目展示与评估

• 主题: 课程总结与项目展示
• 学习目标:
  • 展示个人项目成果
  • 反馈与改进
• 活动:
  • 项目演示
  • 小组讨论与评估

评估方法: - 每周作业（20%） - 小测验（10%） - 实践项目（40%） - 期末项目报告（30%）

这个课程设计旨在通过理论与实践相结合的方式，帮助学生逐步掌握机器人设计和系统集成的知识。每个阶段都以实际操作和项目为驱动，确保学员能够在实践中深化理解。