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课程大纲

机器人操作与深度学习导论

  • 操作任务及系统组件概述
  • 传统方法与基于学习方法的对比
  • 深度学习在感知、规划与控制中的应用

用于操作的感知

  • 用于抓取的视觉传感与物体检测
  • 3D视觉、深度传感及点云处理
  • 训练CNN用于物体定位与分割

抓取规划与检测

  • 经典抓取规划算法
  • 从数据和仿真中学习抓取位姿
  • 实现抓取检测网络(如GGCNN、Dex-Net)

控制与运动规划

  • 逆运动学与轨迹生成
  • 基于学习的运动规划与模仿学习
  • 用于操作控制策略的强化学习

与ROS 2及仿真环境的集成

  • 配置用于感知和控制的ROS 2节点
  • 在Gazebo和Isaac Sim中模拟机械臂
  • 集成神经模型以实现实时控制

面向操作的端到端学习

  • 在统一网络中结合感知、策略与控制
  • 使用演示数据进行监督策略学习
  • 仿真与真实硬件之间的域适应

评估与优化

  • 抓取成功率、稳定性及精度指标
  • 在多变条件和干扰下的测试
  • 模型压缩及在边缘设备上的部署

动手项目:基于深度学习的机器人抓取

  • 设计从感知到动作的流水线
  • 训练和测试抓取检测模型
  • 将模型集成到模拟机械臂中

要求

  • 深入理解机器人运动学与动力学
  • 具备Python及深度学习框架经验
  • 熟悉ROS或类似的机器人中间件

受众群体

  • 开发智能操作系统的机器人工程师
  • 从事抓取应用的感知与控制专家
  • 研究机器人学习与基于AI控制的学者及高级从业者
 28 小时

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