ROS2与机器人开发学习路线（12个月计划）

阶段一（第1~3个月）：基础环境与语言入门

• 1. 安装Ubuntu与ROS2 Foxy

  • 安装Ubuntu LTS系统
  • 配置ROS2 Foxy开发环境
  • 学习Linux常用命令（ls, grep, chmod等）

• 2. Git与Bash脚本

  • 配置Git账户（SSH Key绑定）
  • 编写自动化Bash脚本（如日志清理、编译触发）

• 3. Makefile与调试工具

  • 编写多文件编译的Makefile
  • 使用g++编译C++程序
  • 掌握gdb基础调试命令（断点、堆栈追踪）

• 4. C++基础语法

  • 实现“Hello, Robot”控制台程序
  • 学习引用、指针、STL容器（vector, map）

• 5. C++面向对象

  • 类与对象设计（封装）
  • 继承与多态（虚函数表）
  • 模板编程（泛型容器）

• 6. Python快速入门

  • 基础语法（列表推导、装饰器）
  • 用Python脚本处理日志文件（正则匹配）

• 7. Python + Shell联动

  • 开发一键编译与发布脚本（跨语言调用）

• 8. ROS2工作区配置

  • 创建Colcon工作区
  • 配置~/.bashrc环境变量

• 9. ROS2话题通信

  • 编写Publisher/Subscriber节点
  • 控制TurtleSim画图（/turtle1/cmd_vel）

• 10. ROS2服务通信

  • 实现“计算器”Service/Client（加减乘除）

• 11. 构建系统深入

  • 掌握colcon build参数（--packages-select）
  • 自定义ROS2消息包（.msg文件）

• 12. 综合项目：TurtleSim遥控

  • 通过键盘控制乌龟运动
  • 记录轨迹并生成SVG图像

阶段二（第4~6个月）：嵌入式与ROS2通信

• 13. FreeRTOS基础

  • 任务（Task）、队列（Queue）、信号量（Semaphore）

• 14. STM32双任务开发

  • 实现任务互斥（Mutex）与数据交换

• 15. STM32串口驱动

  • 开发UART通信驱动
  • 对接ros2_serial框架

• 16. 跨平台通信

  • Python + pyserial实现PC↔STM32双向通信

• 17. ROS2节点生命周期

  • 管理节点状态（激活/销毁）
  • 使用参数服务器（rclcpp::Parameter）

• 18. 传感器数据上传

  • STM32通过串口发送IMU数据至ROS2

• 19. 底盘控制集成

  • ROS2发布/cmd_vel控制指令
  • 订阅/odom里程计反馈

• 20. TurtleBot3仿真

  • 话题控制Gazebo仿真机器人运动

• 21. 联合调试

  • 分析STM32与ROS2通信延迟（Wireshark抓包）

• 22. 一键构建脚本

  • 开发交叉编译脚本（ARM GCC + ROS2）

• 23. 项目文档与开源

  • 撰写技术文档（Markdown格式）
  • 发布GitHub示例工程

• 24. 阶段复盘

  • 整理代码库与演示PPT

阶段三（第7~9个月）：导航与多传感器融合

• 25. TF2静态坐标

  • 广播与监听静态坐标系（base_link → laser）

• 26. TF2动态坐标

  • 实现多坐标系实时变换（odom → base_link）

• 27. 激光雷达接入

  • 发布/scan话题
  • 融合里程计数据（/odom + /scan）

• 28. IMU数据处理

  • 卡尔曼滤波去噪
  • 验证TF坐标关系一致性

• 29. 在线建图

  • 使用SLAM Toolbox或Cartographer

• 30. 建图与定位测试

  • 实车/Gazebo环境建图（.pgm导出）

• 31. Navigation2集成

  • 配置nav2_bringup启动文件
  • 调用MoveBase接口

• 32. 导航调优

  • 路径平滑（TEB算法）
  • 动态避障参数调整

• 33. 动态重规划

  • 配置成本地图（layer分层策略）

• 34. 多传感器整合

  • 激光+IMU+里程计融合导航

• 35. 实地/Gazebo测试

  • 调试TF时间同步问题

• 36. 阶段复盘

  • 撰写技术博客
  • 录制RViz导航日志视频

阶段四（第10~12个月）：项目集成与成果输出

• 37. 项目规划

  • 设计URDF机器人模型（底盘+传感器）

• 38. Xacro优化

  • 使用Xacro语法简化URDF
  • 添加关节与传动描述

• 39. Launch文件开发

  • 编写多节点启动文件（ros2 launch）
  • 集成日志管理（ros2 bag）

• 40. 核心功能开发

  • 底盘驱动、SLAM、导航模块联调

• 41. 可视化监控

  • 集成RViz2实时显示（传感器数据+路径）

• 42. 稳定性验证

  • 压力测试（72小时连续运行）

• 43. 技术文档撰写

  • 输出API参考手册（Doxygen生成）

• 44. 演示视频制作

  • 录制3–5分钟功能演示（OBS录屏）

• 45. GitHub与简历更新

  • 完善代码仓库（README+Wiki）
  • 更新简历中的项目经验

• 46. 作品集整理

  • 制作PDF作品集（技术栈+成果截图）

• 47. 最终审核

  • 定稿文档、视频、简历

• 48. 申请与面试

  • 提交职位申请
  • 模拟技术面试（ROS2相关问题）