UniMate AI

COMP4411

实验机器人学

6 学分难度 超难

课程定位 COMP4411/9411 是 UNSW 计算机专业在‘具身智能’领域的最硬核课程。不同于只在屏幕上跑算法,这门课解决了软件与物理世界交互的最核心难题:如何让机器人在充满噪声、不确定的现实环境中自主移动并完成任务?它是通往波士顿动力、特斯拉机器人、及自动化物流仓储算法岗位的唯一实战必经之路。它将高级计算机视觉、运动规划与控制论完美统合,是培养‘顶级机器人工程师’的魔鬼特训营。 技术栈与学习内容 课程以 ROS (Robot Operating System) 为核心载体,深度攻克:机器人运动学(正向与逆向 Kinematics)、传感器融合(LiDAR, 深度相机、IMU)、同时定位与建图 (SLAM - Gmapping/Cartographer 逻辑)、避障与路径规划算法(A*, DWA, RRT*)、以及基于视觉的目标识别与抓取。此外,课程引入了简单的强化学习在机器人行为中的应用。学生将学习如何利用 C++/Python 编写能在真实移动机器人(如 TurtleBot 或自主研发平台)上稳定运行的控制栈。 课程结构 10 周极高强度的实验驱动教学。前期聚焦传感器驱动与基本运动控制,中期全面攻克 SLAM 与自主导航(这是全课的分水岭),后期转向多机器人协作或复杂任务执行。评估由每周的高压实验室 Checkpoints、一个贯穿全学期的‘机器人自主生存与寻宝’挑战项目(Individual/Team Assignment)、以及一场考察算法鲁棒性与物理直觉的期末综合考试组成。该课极其强调‘现场 Debug 能力’。 适合人群 计算机专业大四、荣誉学位或研究生。必须具备极其扎实的 C++ 或 Python 功底及矩阵线性代数基础。如果你逻辑感强、享受从代码到硬件联动的快感、且不畏惧‘炸机’的风险,这门课会让你感到极致的热血。建议每周投入 25 小时以上。

Syllabus

每周大纲

  1. 1

    机器人导论与 ROS 环境

    ROS 节点通信、话题、服务,建立仿真环境 (Gazebo),机器人坐标系标准。

  2. 2

    差分驱动运动学

    正向与逆向运动学推导,里程计 (Odometry) 模型,处理轮式打滑的物理偏置。

  3. 3

    传感器感知基础

    激光雷达 (LiDAR) 数据解析,超声波与 IMU 滤波,传感器标定逻辑。

  4. 4

    定位与建图 (SLAM) 1

    占据网格地图 (Occupancy Grid Maps),蒙特卡洛定位 (MCL) 原理,粒子滤波。

  5. 5

    定位与建图 (SLAM) 2

    闭环检测 (Loop Closure),图优化初步,利用 Gmapping 实现室内建图。

  6. 6

    灵活性周 (Flex Week)

    复习 SLAM 逻辑,冲刺第一个自主避障 Assignment,练习 PID 调优。

  7. 7

    局部与全局路径规划

    全局规划器 (A*, Dijkstra),局部代价图,动态窗口法 (DWA) 实时避障设计。

  8. 8

    计算机视觉在机器人中的应用

    OpenCV 集成,基于深度的物体检测,视觉里程计 (VO) 基础概念。

  9. 9

    机器人行为建模 (State Machines)

    有限状态机设计,复杂任务调度逻辑,异常处理(如卡住后的解困策略)。

  10. 10

    综合演示与全课总结

    Final Challenge 预演,全学期机器人栈闭环复盘;硬件归还。

Assessment

考核结构

Laboratory CheckpointsHurdle

每周发布的现场实操任务,涵盖从传感器读数到基础路径规划的实时演示。

30%

Week 10

Autonomous Navigation Project

独立或小组实现机器人在未知环境下的全自主建图、导航与特定目标寻找任务。

40%

Week 9

Final Theory Examination

考察运动学矩阵推导、SLAM 概率模型及路径规划算法理论的深度笔试。

30%

Week 11

From Seniors

学长留下的

基础信息谁都查得到,真正值钱的是过来人的经验。

学姐说

比你早一年的学长留下的真实经验 —— ChatGPT 给不了。

这门课还没有学长经验,你可以是第一个 —— 注册后在课内分享。

往年考点 / 踩坑

这门课暂无往年考点记录。

毕业生去向(整体)

下面是匠人学院毕业生整体去过的公司分布(来自脱敏校友证言)。这是全平台的总体去向,不代表选这门课的人一定去这些公司。

统计自 313 份脱敏校友证言

Deloitte

6 位校友

岗位:Graduate Program · Graduate Consulting · Platform Engineer · Web developer · Platform engineer

Zerologix

4 位校友

岗位:Frontend Dev · junior frontend developer · Front-end Developer · Full Stack Developer

Servian

4 位校友

岗位:Full-stack Developer · Data Engineer · Consultant

关于这块数据,我们说实话

雇主墙来自脱敏毕业生证言(testimonials)的整体分布,无法关联到具体学员或其所选课程;仅作为毕业生去向的总体社会证明展示。

我们没有"某位学长选了这门课、后来进了哪家公司"这种可查询的个人去向档案 —— 校友证言是脱敏的,无法关联到具体的人或他选过的课。所以这里只给整体分布,不给个人路径,不编。