编程基础概念说明机器人基础概念说明运行程序作业大四的一场面试我问：你们开发使用什么工具（我当时期待对方的回答是C++的开发工具visual studio或者单片机的开发工具keil）面试官：文本编辑器，记事本就可以，我们是开发内核的当时内心震撼了：记事本可以开发程序

开发软件然后运行的本质：程序（文本）➡编译（c/c++,完整转换后执行）/解释(java/python，逐行执行时候转换)为可执行文件（二进制的机器码）➡运行于各类平台（GUI可有可无）平台：计算机/手机系统（win,linux,mac，ios，安卓）、芯片平台(x86/amd64/arm64)、嵌入式系统（win ce/实时操作系统）、GPU(并行计算平台)、嵌入式设备（单片机、arduino、树莓派）、DSP数字信号处理器/可编程控制器FPGA

命令行：运行系统内核的控制中心。也叫终端，CLI工具。优雅（古早）程序员的必备能力。

图形界面GUI：面向普通用户的程序物理机：买房

虚拟机：租房 vmware workstation/wsl（微软官方的虚拟机构架）

容器化：开房间 docker（window可以基于wsl运行）每个应用有独立环境 192.168.0.1 是什么？ ipv4地址 ipv6地址教育网 dns（服务器）地址

广域网/局域网/本机回环地址127.0.0.1 外网/内网确认外网地址：浏览器打开 https://www.ip138.com 网络确认指令： ping ip地址/网址安全外壳协议软件版本的管理需要安全，git 可使用ssh连接远程服务器

更常用的用法 ssh root@110.110.110.110

安全外壳协议用户名@远程/局域网计算机的地址目的：为了安全

root 具有完整的控制权限，最底层的有风险的操作（如硬件、数据库、网络）

sudo 一条普通用户登陆时可以执行root权限的指令前缀

普通用户：就是普通

su 用户名切换登陆用户 exit 退出登陆用户 sudo bash 登陆root用户（su root有时不可用） / 根目录 . 当前目录 .. 上一级目录 ~ 用户目录例如：/home/robot = ~ pwd 命令行输出当前目录地址 cd 要去的目录地址 mv 现在存在的地址/文件移动或重命名后的地址/文件 ls 列出当前目录文件 ls 要列出目录的文件目录地址 git 是程序版本管理工具（其他管理工具还有svn），就像游戏存档，代码写错了出问题了可以回退，多个人写代码可以互相独立开发然后合并工作。本地目录+git init =加入版本控制的git本地仓库，如需长期保存代码，就要使用远程服务器，就像我们把照片放到网盘里。 github是git最常用的远程服务器仓库，也可以使用其他服务器，比如gitee,gitlab（可以自建代码管理服务器） ssh-keygen -t ed25519 -C “your@email”
生成ssh密钥（ed25519是一种加密标准）输出了两个文件 ls ~/.ssh id_ed25519 id_ed25519.pub

密钥私钥密钥公钥

cat ~/.ssh/id_ed25519.pub 读取显示内容输出在命令行里cat sudo apt install python

cd 程序所在目录 python3 程序名字.py (有时候需要用python)

python 的包管理器 pip (有时候需要使用pip3) 安装 sudo apt install python3-pip pip3 install pybullet 安装仿真用的物理引擎库运行机器狗仿真程序代码链接（2.2 完整代码）：https://course.a-real.me/content/week3.html 先把程序文件保存好，再运行小乌龟节点运行python程序控制自己的小乌龟 alt text

Week 4 作业记录：坐标系、ROS2 节点与 TurtleSim 正方形控制

1. 学习目标

在程序中理解二维平面坐标系与机器人姿态。
编写 ROS2 Python 节点，向 /turtle1/cmd_vel 发布速度命令。
控制 TurtleSim 按“直行 + 旋转”的方式走出正方形。

2. 实验文件

square_mover.py：TurtleSim 正方形运动控制脚本

3. 程序设计

程序将正方形拆成四组动作：

直行一段时间
停止
原地旋转 90 度
重复 4 次

关键参数：

self.SPEED = 1.0
self.TURN_SPEED = 1.0
self.SIDE_LENGTH = 2.0
self.MOVE_TIME = self.SIDE_LENGTH / self.SPEED
self.TURN_TIME = 1.5708 / self.TURN_SPEED

其中 1.5708 约等于 pi / 2，表示 90 度。

4. 运行步骤

先启动 TurtleSim：

ros2 run turtlesim turtlesim_node

再运行控制脚本：

python3 square_mover.py

5. 实验结果

程序运行后，小乌龟按正方形轨迹运动。截图记录了机器人姿态变化和轨迹结果。

6. 核心理解

坐标系帮助我们描述机器人“在哪里”和“朝向哪里”。
正方形轨迹可以由简单动作组合出来，不一定要一次性计算完整路径。
时间控制方法简单直观，但误差会累积；更精确的方式应结合里程计反馈。

7. 本周总结

本周通过代码把坐标系、角速度和机器人轨迹联系起来，完成了一个可复现的 ROS2 控制节点。

我的机器人课程作业

AI Robotics 课程作业整理