機器人學習路徑與書單推薦（平衡小車之家）
大家在學習和製作機器人的開始階段，通常會對於機器人相關知識的入門感到非常迷茫。感覺需要學習的內容非常之多，但是又不知道如何開始。我也曾經遇到過這樣的情況，根據我自己和我周圍朋友的一些認識，我們一致認為：
只有在不斷的實踐中才能熟悉機器人領域用到的各種知識和技術，才會真正理解機器人控制的各類演算法。
因此，本文我將從三個階段：初級階段，中級階段和高級階段來分享機器人學習的相關書籍以及一些學習體會和注意事項。各個階段，我盡量從理論和實踐兩方面來說明。因為是我個人的體會，估計會有很多不合理的地方，各位斟酌參考和吸收。
需要說明的是：第一，機器人學習需要一定的數學和編程基礎，但是開始階段他們的需求也非常基礎，數學上只要你學過一些基本的線性代數、高數即可；而編程方面有一些基本的C語言、MATLAB基礎也行。第二，如果想很深入的學習機器人學，最好是能夠從一開始就注重自己的英語閱讀能力的培養。
1. 初級階段：
這一階段主要是對機器人的製作有一個基本的感性認識，熟悉一些基本的感測器使用方法，了解一些經典控制演算法並且能夠製造一個最基本的機器人模型比如一個移動機器人。
- 理論：
初級階段的理論方面需要了解基本的坐標變換（二維、三維坐標平移和旋轉等）；基本動力學建模技巧和基本控制演算法（PID控制等）；基本的電子技術（數電知識，單片機）等。
《用MATLAB玩轉機器人》：這雖然不是一本好書，但是對於想幾個小時時間對機器人建模有個感性認識，而且還能在MATLAB中實踐下來說還是可以的；
《機械工程式控制制基礎》：寫給機械專業的控制類的教材，講得還算是比較全面；
《數字電子技術》：這種書，翻一翻即可，對基本的數字電路有一個感性的認識。
- 實踐：
需要了解一些基本的硬體知識，各類電機（直流電機，步進電機，交流電機等）、舵機、常用感測器（超聲波感測器、光電開關等）等。
這一階段實踐類其實沒有特別好的書，大家其實可以多看看公眾號，論壇之類的。其實這一階段最好的還是動手做一個或者買一個小系統，比如平衡小車，然後跟著提供的程序跑一跑，看懂提供的程序，這樣就會上手了。然後遇到不懂的，比如基本的電機、舵機等等知識可以一邊實踐一邊去搜索引擎學習。
2. 中級階段：
這一階段應該能夠在團隊合作情況下製作一些能夠完成較為複雜的動作並且完成的動作能夠達到一定標準的機器人。比如能夠從無到有製造一台機器人並參加一些機器人競賽（Robocon，RoboMaster等）；能夠設計並製造一些特定的機器人比如六軸機械手、四旋翼等。
- 理論：
深入動力學建模方法，並能夠在MATLAB軟體中建立模擬模型並進行演算法驗證；掌握現在控制理論和優化理論；模電知識；視覺知識（視覺識別，視覺導航）等。
《Introduction to Robotics》斯坦福Craig教授的一本機器人入門教材，寫得非常好。
《Modern Control Systems Twelfth Edition》國外經典現代控制的經典教材。
《Robotics, Vision and Control》這本書絕對是良心之作，從控制到視覺都有講解，而且現在有中文版本，強烈推薦。
《機器人控制系統的設計與MATLAB模擬先進設計方法》國內一個老師寫的，裡面有大量的MATLAB模擬的程序實例，大家可以作為一本參考書看看。
- 實踐：
機器人常用結構的設計與製作（移動平台、機械臂等）；常用動力系統（氣動、液壓等）；常用加工方式（機加工、3D列印等）；常用的感測方法（激光雷達等）；ROS系統學習等。
《ROS機器人高效編程》等一系列ROS相關的書，都可以拿來看看。這一階段，除了常用的感測器外，大家如果想以後從事機器人相關的研究或者是研發工作，可以花點力氣去學習學習ROS。ROS現在不管是在國外還是在國內都挺流行的。
《視覺SLAM十四講：從理論到實踐》這本書，大家評價還挺高的，講得也挺通俗易懂。
3. 高級階段：
這時進入了前沿的研究階段，這一階段屬於較為前沿的一些高校或研究結構所做的研究工作。比如開發一種性能非常好的演算法；發明一中靈巧的機械手等等。
- 理論：
這一階段主要是研究工作，因此非常細分，比如非線性控制，最優控制，智能控制等；還有高端的視覺處理，比如場景理解，視覺地圖構建等。到了這一階段，其實有些我也不太懂，這裡僅僅列幾個我感覺會還比較有用的。
《Convex Optimization》升級到這一階段，優化演算法是少不了的，所以看看還是要看看這本經典的方面的書；
《Deep Learning》最近幾年，最火的技術莫過DL。如果想嘗試這方面的研究，這本書是一本入門必看。
《非線性控制系統》非線性領域一本非常重要的書，我剛上研究生的啃過多次，沒啃下來。
列出的書有很多，其實大家學習機器人設計或者控制最關鍵的一步就是：開始。只要開始了，你會慢慢找到你感興趣的領域或者方面，然後再在相應的子領域、子方向上去針對性的看書，相信會取得更好的效果。
最後，祝大家都能在機器人這條道路上學得幸福，玩得開心。
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