Prog Academy

MilTech · за підпискою

Керування і навігація в симуляції (+ capstone: автономний наземний робот)

Від кінематики колеса до автономного наземного робота — усе в симуляції

  • 16 модулів
  • 45+ практичних завдань
  • Автоматична перевірка
  • Українською

Отримати доступ до курсу

Курс за підпискою · Навчання у власному темпі

Про курс

Що це за курс?

Щоб наземний робот сам проїхав територію складу, об'їхав стелажі й повернувся на зарядку, потрібні два великі шари програм. Керування змушує мотори робити те, що просять: регулятори, їхні метрики, налаштування, захист від насичення, каскади. Навігація вирішує, куди їхати: одометрія, слідування шляху, карта зайнятості, пошук шляху, згладжування, покриття площі, енергетичне планування місії і автомат, що керує всім цим.

Курс проходить обидва шари на задачах, які ви розв'язуєте в браузері на Python з NumPy. Замість заліза — симулятори: модель приводу, модель візка, робот-«уніцикл», сітчасті карти. Код симуляторів відкритий (файли лише для читання), ваш код — регулятор, планувальник чи логіка місії.

Аудиторія

Для кого цей курс?

  • Python-розробник у робототехніці

    Кінематика приводу, PID-регулятори й пошук шляху A* на Python з NumPy — у симуляторах, без заліза.

  • Продовжуєте вивчати автономію

    Продовження курсу «Як влаштована автономна система»: регулятори, навігація і автономний патрульний робот у фіналі.

  • Шлях «Robotics Software Engineer»

    Керування й навігація наземного робота перед курсом з архітектури ПЗ роботів.

Спершу потрібна підготовка

Курс спирається на знання, позначені нижче як обов’язкові.

Потрібно знати

  • Python (функції, класи, списки, словники).

Бажано знати

Не потрібно знати заздалегідь

  • Пояснюємо в курсі

    Радіани, кінематику, що таке регулятор і PID, алгоритми пошуку шляху — теорії керування знати не треба.

    Детальніше

Якщо цих знань ще немає — пройдіть курси за порядком:

  1. З нуля
  2. Обов’язково Основи програмування на Python
  3. Бажано Математика для MilTech з нуля
  4. Цей курс Керування і навігація в симуляції (+ capstone: автономний наземний робот)

Результат

Що ви навчитеся робити

рахувати пряму й обернену кінематику диференціального приводу і одометрію з енкодерів

міряти якість регулятора (перерегулювання, час встановлення) і налаштовувати PID-регулятор (найпоширеніший тип регулятора) релейним тестом

боротися з насиченням (anti-windup) і будувати каскадне керування позицією

вести робота шляхом (pure pursuit, line-of-sight) і маршрутними точками

будувати карту зайнятості з лідара, шукати шлях BFS / Dijkstra / A*, згладжувати й розширювати перешкоди

планувати покриття поля «газонокосаркою» і місію з урахуванням заряду

писати виконавчий автомат місії з аварійною зупинкою і таймаутами

Формат

Як влаштоване навчання?

16 модулів: теорія з прикладом і 2–3 задачі з автоматичною перевіркою в кожному — написати, знайти помилку, розширити. Плюс 5 тестів і 3 практичні форми.

  • Теорія

    18 уроків з прикладами

  • Практика в браузері

    45+ завдань з автоматичною перевіркою

  • Тести

    5 тестів для самоперевірки

  • Власний темп

    Онлайн на my.prog.academy, без встановлення програм

Capstone: автономний наземний робот

Останні три модулі — фінальний проєкт. Спершу енергетичне планування місії, потім виконавчий автомат, а наприкінці — автономний патрульний робот у симуляторі двору зі стелажами: він планує шлях навколо перешкод, їде ним, стежить за зарядом і сам повертається на базу. Симулятор рахує зіткнення, мінімальний зазор до перешкод і залишок енергії.

AI-помічник

AI-помічник поруч під час навчання

На сторінках курсу, уроків і завдань є кнопка «Запитати AI». Помічник знає матеріали саме цього курсу й урок, на якому ви зараз, тому відповідає по темі й показує, у яких уроках про це йдеться.

  • Пояснить інакше

    Не зрозуміли урок з першого разу — попросіть пояснити простіше або дати ще один приклад.

  • Допоможе із завданням

    Застрягли — підкаже, з чого почати, і допоможе знайти помилку у вашому рішенні. Готового рішення не дає.

  • Знайде потрібну тему

    Запитайте, де пояснювали поняття, — і отримаєте посилання на потрібні уроки курсу.

  • Продовжить розмову

    Уточнюйте без повторів: помічник пам’ятає розмову, а нещодавні розмови курсу зберігаються.

Входить у кожен тариф оплаченої підписки — Basic і Premium. У Premium ліміти використання AI-помічника вищі — ним можна користуватися активніше. Це помічник у навчанні, а не генератор готових відповідей: він пояснює й підказує, а завдання ви розв’язуєте самі.

Програма

Програма курсу

16 модулів, 45+ практичних завдань з автоматичною перевіркою і 5 тестів. Відкрийте модуль, щоб побачити всі теми.

Модуль 1 — Кінематика диференціального приводу 2 уроки · 3 практики

Як швидкості двох коліс перетворюються на рух робота — і навпаки

  • Теорія Вступ: як робот вирішує, куди їхати, і змушує себе туди доїхати
  • Теорія Два колеса, один робот
  • Практика Пряма кінематика
  • Практика Ліміт швидкості коліс
  • Практика Знайдіть помилку — робот повертає не туди
Модуль 2 — Одометрія 1 урок · 3 практики

Пози з лічильників енкодерів: середина кроку, переповнення лічильника, дрейф і калібрування

  • Теорія Одометрія з енкодерів
  • Практика Одометрія з енкодерів
  • Практика Знайдіть помилку — стрибок одометрії
  • Практика Дрейф одометрії і калібрування колії
Модуль 3 — Метрики PID: перерегулювання і час встановлення 2 уроки · 2 практики · 1 тест

Як числами описати, наскільки добре регулятор відпрацьовує крок уставки

  • Теорія Регулятор і PID простими словами
  • Теорія Відповідь на крок
  • Практика Метрики відповіді на крок
  • Практика Знайдіть помилку — «найшвидший» регулятор коливається
  • Тест Модулі 1–3
Модуль 4 — Налаштування PID 1 урок · 3 практики

Релейний тест, критичний коефіцієнт і таблиці Зіглера — Нікольса як стартова точка

  • Теорія Звідки взяти коефіцієнти
  • Практика Релейний тест
  • Практика Як коефіцієнти впливають на відповідь
  • Практика Таблиця Зіглера — Нікольса на моделі
Модуль 5 — Anti-windup 1 урок · 2 практики

Що відбувається з інтегралом, коли мотор уже на межі, і два способи це виправити

  • Теорія Накопичення інтеграла при насиченні
  • Практика Умовне інтегрування
  • Практика Зворотний розрахунок
Модуль 6 — Каскадне керування 1 урок · 2 практики · 1 тест

Позиція через швидкість: зовнішній і внутрішній контури, різні частоти, обмеження прискорення

  • Теорія Контур у контурі
  • Практика Каскад позиція — швидкість
  • Практика Обмеження прискорення і гальмівна крива
  • Тест Модулі 4–6
Модуль 7 — Pure pursuit 1 урок · 3 практики

Слідування шляхом через точку попереду: вибір точки, кривизна, система робота

  • Теорія Погоня за точкою попереду
  • Практика Точка попереду і кривизна
  • Практика Pure pursuit у симуляторі
  • Практика Знайдіть помилку — робот тікає зі шляху
Модуль 8 — Слідування маршрутними точками 1 урок · 3 практики

Бічне відхилення, керування line-of-sight і правило перемикання точок

  • Теорія Маршрут як ламана
  • Практика Бічне відхилення
  • Практика Керування line-of-sight
  • Практика Знайдіть помилку — робот кружляє навколо точки
Модуль 9 — Карта зайнятості 1 урок · 3 практики · 1 тест

Сітка вільних, зайнятих і невідомих клітинок з лідара: індекси, промені, log-odds

  • Теорія Occupancy grid
  • Практика Скан на карту
  • Практика Log-odds за кількома сканами
  • Практика Знайдіть помилку — точки поза картою
  • Тест Модулі 7–9
Модуль 10 — BFS, Dijkstra, A* 1 урок · 4 практики

Пошук шляху на сітці: рівні кроки, різні ціни, евристика — і що буває з поганою евристикою

  • Теорія Пошук шляху на сітці
  • Практика BFS по складу
  • Практика Dijkstra по пересіченій місцевості
  • Практика Який алгоритм обрати
  • Практика Знайдіть помилку — A* знаходить довший шлях
Модуль 11 — Згладжування шляху 1 урок · 2 практики

Зі сходинок сітки — у придатний для їзди шлях: зрізання через пряму видимість і градієнтне згладжування

  • Теорія Від сходинок до траєкторії
  • Практика Зрізання за прямою видимістю
  • Практика Градієнтне згладжування
Модуль 12 — Розширення перешкод 1 урок · 3 практики · 1 тест

Робот не точка: inflation, одиниці вимірювання і карта витрат з безпечним запасом

  • Теорія Inflation і costmap
  • Практика Розширення перешкод
  • Практика Знайдіть помилку — робот «пролазить» у вузькі двері
  • Практика Карта витрат
  • Тест Модулі 10–12
Модуль 13 — Покриття площі: «газонокосарка» 1 урок · 4 практики

Смуги з перекриттям, перевірка покриття за записаним треком і вибір напрямку смуг

  • Теорія Boustrophedon
  • Практика План «газонокосарки»
  • Практика Перевірка покриття за треком
  • Практика Напрямок смуг
  • Практика Їхати далі чи повертатися
Модуль 14 — Capstone ч.1: місія з урахуванням заряду 1 урок · 3 практики

Енергія ноги і розвороту, точка неповернення, розбиття покриття на вильоти

  • Теорія Енергетичне планування місії
  • Практика Енергія маршруту
  • Практика Знайдіть помилку — робот не повертається
  • Практика Розбиття на вильоти
Модуль 15 — Capstone ч.2: виконавчий автомат місії 1 урок · 3 практики

Mission executive: стани, аварійна зупинка з фіксацією і таймаути

  • Теорія Mission executive
  • Практика Виконавчий автомат
  • Практика Знайдіть помилку — робот їде сам після відпускання кнопки
  • Практика Таймаути станів
Модуль 16 — Capstone ч.3: автономний наземний робот 1 урок · 3 практики · 1 тест

Патрулювання двору зі стелажами: планування навколо перешкод, слідування, енергія, повернення на базу — і аналіз прогону

  • Теорія Збираємо автономного робота
  • Практика Автономне патрулювання
  • Практика Знайдіть помилку — робот чіпляє стелажі
  • Практика Звіт про прогін
  • Тест Підсумковий тест

Стек

Які технології використовуються?

  • Python
  • NumPy

Код пишете й запускаєте в браузері на платформі — встановлювати нічого не потрібно.

Застосування

Де застосовуються ці знання?

  1. Складські, доставкові й патрульні наземні роботи
  2. Планування маршрутів і покриття площі
  3. Налаштування регуляторів приводу

Доступ

Як отримати доступ?

  1. Залиште заявку

    Заповніть коротку форму на цій сторінці.

  2. Завершіть реєстрацію в боті

    Після заявки оберіть Telegram або Viber — бот надішле подальші інструкції щодо доступу.

  3. Навчайтеся на платформі

    Уроки, практика й тести — на my.prog.academy, у зручному для вас темпі.

Контакт

Почніть навчання на платформі

Залиште контакти — надішлемо деталі доступу до курсу «Керування і навігація в симуляції (+ capstone: автономний наземний робот)».

Наступні й суміжні курси

Часті питання про курс

Що це за курс?
«Керування і навігація в симуляції (+ capstone: автономний наземний робот)» — онлайн-курс за підпискою на навчальній платформі Prog Academy. Від кінематики колеса до автономного наземного робота — усе в симуляції. Щоб наземний робот сам проїхав територію складу, об'їхав стелажі й повернувся на зарядку, потрібні два великі шари програм. Керування змушує мотори робити те, що просять: регулятори, їхні метрики, налаштування, захист від насичення, каскади. Навігація вирішує, куди їхати: одометрія, слідування шляху, карта зайнятості, пошук шляху, згладжування, покриття площі, енергетичне планування місії і автомат, що керує всім цим.

Для кого цей курс?
Розробникам з Python, які хочуть програмувати рух наземних роботів — від регулятора мотора до автомата місії.

Які знання потрібні перед стартом?
Обов'язково: Python (функції, класи, списки, словники). Бажано: базовий NumPy і курс «Математика для MilTech з нуля» (координати, радіани, sin/cos, atan2, вектори, похідна й інтеграл «на пальцях»). Пояснюємо в курсі: радіани, кінематику, що таке регулятор і PID, алгоритми пошуку шляху — теорії керування знати не треба. Корисно пройти «Як влаштована автономна система» — цей курс продовжує його.

Які практичні завдання будуть?
16 модулів: теорія з прикладом і 2–3 задачі з автоматичною перевіркою в кожному — написати, знайти помилку, розширити. Плюс 5 тестів і 3 практичні форми.

Які технології використовуються?
Python, NumPy. Код пишете й запускаєте прямо в браузері на платформі — встановлювати нічого не потрібно.

Скільки модулів містить курс?
16 модулів: Кінематика диференціального приводу; Одометрія; Метрики PID: перерегулювання і час встановлення; Налаштування PID; Anti-windup; Каскадне керування; Pure pursuit; Слідування маршрутними точками; Карта зайнятості; BFS, Dijkstra, A*; Згладжування шляху; Розширення перешкод; Покриття площі: «газонокосарка»; Capstone ч.1: місія з урахуванням заряду; Capstone ч.2: виконавчий автомат місії; Capstone ч.3: автономний наземний робот. Практичних завдань з автоматичною перевіркою — 45+, тестів — 5.

Як отримати доступ?
Залиште заявку на цій сторінці й завершіть реєстрацію в Telegram- або Viber-боті Prog Academy — там ви отримаєте подальші інструкції щодо доступу. Навчання проходить на платформі my.prog.academy у власному темпі.

Чи входить курс у підписку?
Так. Курс входить у підписку на платформі Prog Academy: доступ до всіх курсів за підпискою; ai-помічник з навчання в кожному курсі; усі уроки, домашні завдання та автоматична перевірка; нові курси за підпискою додаються автоматично.

Які сценарії й дані використовуються в курсі?
Усі сценарії цивільні: складські, доставкові й патрульні наземні роботи, зйомка полів. Дані та карти синтетичні.

Не знайшли відповідь?

Залиште запитання — підкажемо, чи підходить вам курс і з чого краще почати.