在 ROS 开发中，C 语言因高效底层特性助力系统优化与原理掌握。本周课程涵盖 C 语言基础概念与编译环境搭建，解析常量、变量、整型数据类型，讲解字符与字符串处理技巧，夯实编程基础，为后续开发等奠定核心能力基础。

1. 1、学会printf和scanf函数，实现数据在程序与外界的交互。
2. 2、掌握遵循规则命名变量，区分其作用域，合理存储和使用数据。
3. 3、掌握整型、浮点型等数据类型间的自动与强制转换规则。
4. 4、学习用分支语句（if - else、switch - case ）做条件判断，循环语句（for、while ）实现重复操作。

在 ROS 开发中，C 语言凭借高效底层操作能力成为系统性能优化核心。本周进阶课程解析运算符与类型转换，强化数据处理能力；讲解分支循环结构，提升逻辑控制水平；剖析数组应用，掌握传感器数据管理技术，为底层开发与优化筑基。

1. 1、掌握各类运算符，包含数学运算符、自增自减、比较、逻辑等运算符，以及运算符优先级，帮助理解程序中的运算规则。
2. 2、学习流程控制语句，if分支语句、switch语句，用于实现程序的条件判断和分支执行。
3. 3、学习循环语句，涉及while、do - while、for循环；实现重复执行代码块的功能，break和continue用于控制循环流程。
4. 4、掌握数组知识：包括一维数组和多维数组，掌握数据的集合存储与处理方式。

在 ROS 开发中，C 语言高级特性是底层优化与高效开发核心。本周课程聚焦函数与多文件编程优化工程结构，解析指针在函数、数组中的应用，深入内存管理机制以保障系统稳定性，强化核心能力为底层开发及复杂任务处理筑基。

1. 1、学习函数相关内容，剖析函数的作用与分类，总结系统函数调用，讲解函数定义、声明、执行流程及参数等知识。
2. 2、学习指针基础，介绍指针和引用，包括变量指针与引用、指针类型及所占空间，以及野指针、万能指针等概念，掌握指针基本原理。
3. 3、细化指针操作，讲解通过指针间接修改变量、取数组元素、指针运算，能用数组指针获取元素个数，还能利用指针实现strlen等函数功能，提升指针实操能力。
4. 4、深入讲解指针传递与返回，分析值传递和址传递，明确数组名参数传递细节，掌握指针作为函数返回值的用法，深化指针在函数间数据传递的理解。

在 ROS 开发中，C 语言数据结构与文件操作是提升数据管理效率的核心。本周课程解析结构体嵌套与数组应用、联合体特性、文件读写控制与路径处理技术；强化数据组织与文件交互能力，为传感器数据处理、配置文件优化等底层开发筑基。

1. 1、学习结构体基础，定义与赋值，涉及结构体嵌套、结构体数组，掌握结构体基本构造与数据组织方式。
2. 2、细化结构体操作，学习结构体变量交换，处理结构体成员为指针、结构体为指针的情况，以及堆空间创建结构体，提升结构体操作技能。
3. 3、深入解析结构体传参，了解值传递、地址传递对结构体的影响，能用结构体数组做函数参数，掌握const修饰结构体指针，规范结构体数据传递。
4. 4、学习文件操作，掌握标准输入、输出和关闭，了解文件分类，区分文件指针与普通指针；学会文件打开和关闭、相对路径与绝对路径；实现文件写入、读取，能用stat获取文件大小，以及文件重命名和删除，构建文件操作知识体系。

本周聚焦 C++ 基础入门，解析基础概念，搭建知识框架；探讨 C++ 相较 C 的优势特性，提升代码安全与效率；实践引用、函数默认值等扩展功能，为后续 ROS 开发中复杂系统设计与性能优化筑牢语言根基。

1. 1、学习C++基础特性、 C++版本、双重冒号作用；深入理解命名空间使用，包括命名空间嵌套、using声明和指令，掌握命名空间组织代码的方式。
2. 2、学习函数增强特性，涵盖全局函数、函数模板、类模板的隐藏与重载，拓展函数运用能力，理解函数在 C++ 中的进阶特性；学习结构体在 C++ 中的增强内容，深化对结构体在 C++ 中不同于 C 语言的理解。
3. 3、深入理解运算符重载，涉及基本、三元表达式、赋值、const 等运算符重载，以及 const 成员函数、内存分配函数的特殊重载，掌握运算符在 C++ 中的自定义方式。
4. 4、学习C++的引用相关内容，理解引用语法、引用做参数传递、引用底层原理；明确指针引用，掌握引用在 C++ 中的使用及原理。

在 ROS 开发中，C++ 类与对象机制是高效代码封装核心。本周详解访问权限与构造函数、数据封装与初始化；剖析初始化列表与对象模型，解析内存管理；实践运算符及函数重载。助力规范封装节点模块、优化架构，为复杂功能实现筑基。

1. 1、讲解构造与析构函数，详细剖析构造函数分类、调用时机及细节，以及析构函数调用规则。深入探讨值传递时拷贝构造函数调用、浅拷贝与深拷贝问题，掌握对象生命周期关键函数。
2. 2、讲解类的初始化与关键字，介绍初始化列表写法，讲解类对象作为类成员的情况，了解 explicit 关键字避免隐式转换，掌握 new 和 delete 操作符及使用注意点。
3. 3、细化静态成员与单例模式：学习静态成员变量和函数，明确 const 静态成员属性，深入理解单例模式，掌握经典实现模型。
4. 4、深入友元与运算符重载，知晓全局函数和类作为友元的用法，重点掌握运算符重载实现函数重载的细节，包括左移、自增等运算符重载，以及智能指针、赋值和算术运算符重载，拓展类的操作功能。

本周 C++ 四大核心展开，解析继承机制，奠基 ROS 代码复用；探究虚函数与抽象类，助力模块交互；详解函数模板，提升 ROS 数据处理通用性；学习类型转换等，增强 ROS 系统稳定性。提升复杂场景编程能力。

1. 1、介绍虚函数基础，讲解虚函数基本原理、继承时虚函数的表现，以及虚函数的声明和访问规则，构建虚函数的基础认知体系。
2. 2、细化虚函数进阶，深入探讨虚函数表、虚函数与成员变量关系，以及菱形继承中虚函数问题，剖析虚函数在复杂继承结构中的特性；学习多态的概念、分类（静态多态、动态多态），掌握动态多态实现原理，包括父类指针指向子类对象时的多态调用，理解多态在面向对象编程中的核心作用。
3. 3、讲解模板基础，介绍模板概念、通用实现，以及模板的重载规则，掌握模板的基本使用方式，开启泛型编程入门。
4. 4、介绍异常处理，了解 C++ 异常机制基础，包括异常抛出、捕获和处理流程，掌握自定义异常类及异常处理的常见场景应用，增强程序健壮性。

C++ 的 STL 是 ROS 处理数据关键工具。本周详解 STL 容器基础、string、vector 动态存储与遍历；实践 deque、stack 特性与操作。运用 STL 优化数据结构，为传感器数据处理等提供支持。

1. 1、讲解STL基础，阐释STL概念与基础语法，介绍基础容器，掌握遍历容器（包括自定义数据类型遍历）及容器嵌套容器遍历方法，搭建 STL 认知框架。
2. 2、介绍string 容器，全面讲解 string 容器赋值、存取字符、拼接、查找、插入删除、替换、比较、类型转换、大小写转换等操作，熟练掌握字符串处理技巧。
3. 3、介绍vector 容器，剖析 vector 容器动态容量空间，介绍构造函数、常用赋值操作、大小获取、元素存取、插入删除，以及巧用 swap 收缩内存和 reserve 预留空间，灵活运用 vector 容器。
4. 4、介绍其他序列式容器，介绍 deque 容器、stack 栈容器、队列容器和 list 容器，涵盖 list 容器排序、删除自定义类型等操作，了解不同序列式容器特性与应用场景。

在 ROS 开发中， C++ 常用算法与技术是提升效率的关键，本周首探函数对象等算法，实践查找、排序等常用算法，学习时间处理与类型转换，掌握 XML/YAML 配置管理及多线程并发。助你优化 ROS 数据流程，提升性能。

1. 1、讲解函数对象与适配器，介绍函数对象（仿函数）概念，包括一元、二元谓词，以及函数对象适配器（取反、函数、成员函数适配器等），理解函数对象在算法中的应用与灵活适配机制。
2. 2、介绍常用算法涵盖查找类，如 transform 搬运数据、find 普通查找、find_if 按条件查找、adjacent_find 找相邻重复元素、binary_search 二分查找；统计类的 count 统计元素个数；排序类有 sort 排序、shuffle 随机打乱、reverse 反转、copy 拷贝；集合类包括交集、并集、差集算法 ，可用于处理集合间关系。
3. 3、介绍时间相关技术，介绍时间起始点、自定义时间间隔、时间换算、精准时钟，掌握时间相关操作，满足时间处理场景需求。
4. 4、讲解 lambda 表达式基础（捕捉列表、参数、函数体等）、thread 线程基础、数据打印到容器及容器数据读取，拓展编程中不同场景的处理能力。

在 ROS2 开发中，Linux 是核心运行环境，Shell 编程是系统管理关键。本周从 Linux 操作入门，详解系统架构、文件管理等常用命令，深入用户权限与磁盘管理；开展Shell编程实践，提升系统操作与自动化能力。

1. 1、讲解Linux 基础操作，掌握 cd/ls 等命令，学会文件增删改查、权限设置（字母 / 数字法）及远程连接（putty/winscp）。
2. 2、介绍Shell 编程入门，学习变量传参、运算符使用，掌握函数定义与分支 / 循环语句（if/case/for）。
3. 3、讲解系统管理技能，实现进程管理（关闭进程 / 解决端口占用）、系统监控及关机重启操作。
4. 4、介绍进阶实用技巧，运用文件查找（grep/find）、重定向 / 管道及压缩解压缩（tar/gzip）提升效率。

本周带领大家初识 ROS2 ，从诞生背景、概念作用等，带你把握核心优势；详解安装配置全流程，手把手带你体验开发流程，为开发筑牢基础。

1. 1、介绍 ROS2 诞生背景，作用及发展历程，对比 ROS2 与 ROS 体系，横向、纵向剖析优势，为学习 ROS2 建立宏观认知。
2. 2、讲述了ROS2 安装方法，分步讲解安装流程（如启用仓库、设置源、安装、配置等），介绍卸载方式，以 colcon 构建工具辅助，还涉及测试，确保安装正确可用。
3. 3、带你快速体验与工具配置，了解基本流程、源码编写、 ROS2 运行优化。围绕 VSCode 展开，讲解安装、启动、插件安装、路径配置、程序编写及配置文件修改，同时涉及终端工具安装，助力搭建开发环境。
4. 4、讲解系统相关知识，涵盖文件系统概览、编码风格、初始化与资源释放、配置文件、常用命令，深入核心模块通信、工具相关知识；介绍 ROS2 体系框架技术支持及应用方向，构建 ROS2 系统知识体系。

本周课程聚焦 ROS2 通信机制，详解话题（发布 - 订阅 / 异步 / 高频数据交互）、服务（请求 - 响应 / 同步 / 即时反馈）、动作（异步 / 长周期任务 / 进度反馈）三种方式，为复杂系统开发筑牢基础。

1. 1、讲解了通信机制核心，介绍 ROS2 通信机制，涵盖节点与话题、通信模型、接口准备等，通过话题通信案例分析消息发布订阅，包括原生及自定义消息的 C++ 和 Python 实现。
2. 2、介绍了服务通信，讲解服务通信概念作用，以案例剖析接口定义，分别用 C++ 和 Python 实现服务端与客户端，涵盖流程梳理、建连及请求处理等。
3. 3、深入动作通信，阐述动作通信场景概念，以案例展开，用 C++ 和 Python 实现服务端与客户端，涉及创建框架、流程说明、目标处理等。
4. 4、解析参数服务，说明参数服务场景概念，介绍参数简介及 C++、Python API，展示 C++ 和 Python 实现的服务端与客户端代码框架及相关操作。

本周涵盖分布式通信架构、时间 API（Rate/Time/Duration）、通信调试工具，通过综合作业融合多通信方式及参数服务，夯实 ROS2 项目开发技术根基。

1. 1、介绍通信机制拓展，深入分布式系统，讲解其概念、作用及域 ID 计算规则；介绍工作空间覆盖原理与作用，同时引入时间相关 API（Time、Duration 等），丰富 ROS2 通信机制的理论知识。
2. 2、讲解命名问题处理，聚焦节点和话题重名难题，详细阐述 rosrun、launch 等解决方法，涵盖 launch 工具简介、具体实现步骤及话题类型设置等操作，确保命名的唯一性与规范性。
3. 3、讲解通信工具使用，全面介绍通信机制工具，涵盖各类命令行工具（如 ros2node、ros2topic 等）的功能与使用方式，帮助熟练运用工具进行节点、话题、服务等通信相关的操作与调试。
4. 4、通过期中实践巩固，对话题、服务、动作通信及参数服务开展案例分析与实践。细致梳理实现流程，包括接口定义、服务端与客户端实现等环节，强化对 ROS2 通信机制的理解

本周 聚焦实用工具：详解 launch 文件与 rosbag2 数据处理，学习 rviz2 界面操作及显示优化，通过 C++/Python 实现坐标变换。实操提升工具链使用能力，为开发调试提效。

1. 1、介绍了launch文件，包括launch文件与 rosbag2，阐述 launch 文件应用场景、准备工作及基本使用，涵盖 C++ 和 Python 实现，包括参数设置、节点操作等，还涉及 xml、yaml 文件相关操作。
2. 2、讲解如何使用rosbag2 工具，讲解 rosbag2 功能作用、命令使用，以及 C++ 和 Python 实现的录制与播放，如源码搭建、数据处理等内容。
3. 坐标变换基础：说明坐标变换概念、流程，介绍相关消息，通过简单例程展示使用方法，为后续深入学习打基础。
4. 3、解析静态坐标广播，以案例分析入手，分别用 C++ 和 Python 实现静态坐标广播，包括源码搭建、流程说明及补充要点，实现静态坐标信息发布。
5. 4、实现动态坐标广播与监听，进行动态坐标广播案例分析，用 C++ 和 Python 实现广播与监听，包含源码搭建、流程实现，以及监听中滤波器创建等操作，完成动态坐标信息处理。

本周通过乌龟跟随 / 护航案例，用 C++/Python 实现逻辑控制与节点通信；学习 rviz2 可视化操作及 URDF/xacro 语法，优化代码复用性。强化编程与可视化能力，积累复杂项目实践经验。

1. 1、以乌龟跟随、护航为例，通过 C++ 和 Python 实现，涵盖乌龟生成、坐标变换广播监听等操作，还有 launch 文件配置，强化 ROS2 实际应用能力。
2. 2、讲解使用可视化工具：介绍 rviz2，包括安装、界面布局及基本使用，讲解集成 urdf 实现流程，涉及案例搭建、文件生成等，利用工具直观呈现机器人信息。
3. 3.、解析URDF语法学习，系统讲解 URDF 语法，如 robot、link、joint 等元素定义与使用，通过练习掌握车体、车轮等建模，描述机器人结构。
4. 4、讲解模型优化工具，阐述 xacro 工具概念作用，快速体验其优势，学习语法（宏、文件包含等），通过练习搭建机器人模型，优化 URDF 模型，提升建模效率。

本周 “MyCar 开发基础实战” 课程围绕自研 MyCar ROS2 小车展开。课程涵盖通识、开发环境与硬件实践、通信实践，助学员理解架构、掌握基础技能，为后续功能开发打基础。

1. 1、介绍了MyCar 基础与开发，介绍硬件功能及使用准备，讲解远程开发流程，含 IP 获取、环境配置及机器人启动。
2. 2、讲解了Mycar建图导航与硬件，涉及建图工具应用、机器人导航，介绍底层驱动、里程计显示及传感器安装与功能实现。
3. 3、深入通信、话题、服务动作通信在Mycar的实践，说明话题、服务通信需求，展示 C++ 和 Python 实现的发布订阅、服务端客户端功能。
4. 4、细化仿真与实践，介绍模拟器使用，阐述 MyCar 实践内容，验证和优化功能。

本周 “ROS2 开发理论与实践进阶” 课程聚焦深化开发能力。内容含系统管理与工具应用、launch 与数据管理、坐标变换与多机协同、模型应用实践，助学员提升系统管控等能力，为进阶项目开发筑基。

1. 1、介绍了通信与工具，讲解本地及分组通信，介绍话题、节点名设置，以及 rqt graph、rqt console 工具使用。
2. 2、讲解机器人启动方法，介绍 launch 文件，涵盖机器人启动的文件准备、测试与集成。
3. 3、深入Mycar坐标变换的实现，围绕设备介绍坐标变换及发布，利用 launch 集成并处理相关操作。
4. 4、解析多机器人与模型，涉及多机器人坐标变换、实体与仿真集成，介绍相关工具及模型显示实现。

本周围绕树莓派展开多维度实践，内容涵盖环境搭建、Lifecycle 状态机开发、Colcon 工具应用、进程内通信优化、参数监听及组件与插件开发等，通过多环节实操夯实 ROS2 项目开发实践基础。

1. 1、安装与工具：讲解 Win10 及树莓派安装 ROS2，介绍 colcon 构建工具用法。
2. 2、lifecycle 框架：介绍 lifecycle 功能包，涵盖 C++ 和 Python 框架搭建与执行。
3. 3、进程内通信：讲解 C++ 和 Python 实现高效进程内通信，包括节点、话题相关操作。
4. 4、功能拓展：涉及话题统计、内容过滤，参数事件，组件及插件实现，丰富 ROS2 应用。

本周聚焦关键内容：介绍 ROS2 功能点与机器人架构，搭建远程开发环境，解决 USB 设备识别问题，讲解硬件平台使用及 rviz2 显示里程计状态，用 C++ 和 Python 实现功能，助学员掌握核心技能。

1. 1、、为实训进行前期准备，介绍机器人组成，讲解远程开发 SSH 环境搭建及与 VScode 优化配置，还有 USB 端口设置，为后续开发奠定基础。
2. 2、解析底盘与里程计的实现，说明底盘基本使用，讲解里程计消息接口，通过 C++ 和 Python 案例分析里程计数据，掌握里程计原理与应用。
3. 3、教学激光雷达的使用，介绍单线、多线激光雷达基本使用及消息接口，通过 C++ 和 Python 案例分析数据收发与处理，实现对激光雷达功能的运用。

本周课程聚焦热门传感器实操，涵盖激光雷达、相机、IMU、GNSS 等，内容包括概念学习、仿真开发、消息接口实现、数据处理及多传感器融合等，助学员掌握 ROS2 中传感器核心应用与开发技巧。

1. 1、讲解视觉传感器仿真，包括单目、深度相机使用及消息接口，通过 C++ 和 Python 案例掌握相机数据处理。​
2. 2、入惯性与定位传感器数据处理，介绍 IMU、GNSS 使用及消息接口，借案例解析惯性测量与定位原理。​
3. 3、实现传感器融合，涵盖轮式里程计校准与 IMU 融合、雷达滤波器应用、点云与激光数据互转，提升综合处理能力。​
4. 4、讲解 ROS2 远程图传、相机参数标定等功能，拓展其在机器人传感与通信领域的应用。​

本周 聚焦机器人核心技术，第一节讲仿真场景、概念及工具（stage_ros2/ignition_gazebo）使用与集成；第二节解析导航与 SLAM 概念、架构及技术内涵，为自主导航开发筑牢基础。

1. 1、概述仿真基础，简述 ROS2 仿真，明晰其概念与意义。
2. 2、带你使用stage ros2，讲解安装运行，掌握框架搭建、元素添加等操作。
3. 3、带你使用Ignition Gazebo，介绍安装集成，学会环境创建、设备添加及控制。
4. 4、带你使用ROS2导航，说明导航架构与条件，掌握建图工具安装及节点使用。

本周聚焦实用技术，涵盖地图服务与 AMCL 定位、导航服务器配置、多车编队实践、智能语音集成（讯飞 SDK）。学员通过实操掌握地图应用、导航配置、多车协作及语音融合，提升 ROS2 项目开发能力。

1. 1、讲解地图坐标变换操作：讲解地图保存读取、坐标系转换及定位节点操作，处理空间信息。
2. 2、讲解功能节点，介绍多种机器人功能节点原理，支撑运动控制，多车编队等功能。
3. 3、深入机器视觉，涵盖多车编队仿真，以及机器视觉环境搭建与目标检测。
4. 4、深入智能语音，说明智能语音概念，集成讯飞、百度语音 SDK 实现交互功能。

本周聚焦自动驾驶架构与运动控制，介绍沙盘硬件、系统架构，分析运动控制需求及接口；实现视频流读取、发布与处理；基于需求完成行为决策功能开发；通过系统集成实践，助学员掌握 ROS2 自动驾驶开发全流程。

1. 1、讲解无人驾驶硬件架构，详述沙盘硬件组成及运动系统架构，深入分析运动控制需求，明晰控制接口，搭建起硬件基础框架。
2. 2、带你实现视频流处理-读取发布，针对视频流，细致分析需求，
3. 3、讲解视频流处理 - 分析决策实现，进一步剖析视频流处理及行为决策需求，展示 C++ 和 Python 在处理与决策环节的实现方式。
4. 4、实现系统集成，全面分析系统集成需求，阐述 C++ 和 Python 在系统集成中的实现要点，完成各模块整合，实现沙盘系统整体功能。

本周聚焦核心技能，进行 Boost.Asio 串口实操，夯实通信基础，再开发底盘驱动，搭建代码框架并实现控制与解析功能；最后探索 ROS2 驱动集成，实现通信、数据发布及里程计功能。课程助学员掌握关键技术，奠定开发基础。

1. 1、课程课程介绍底盘开发，讲解 boost asio 用法，实现工具类串口操作及优化。
2. 2、讲解电机控制：介绍电机速度控制、启停及 PID、舵机控制实现。
3. 3、深入数据处理，剖析数据读取，涉及消息类型、结构等多方面处理。
4. 4、讲解ROS2与运动传感：介绍IMU串口实现、里程计实现数据发布处理。

本周聚焦 TOF 激光雷达实战，讲解组成、原理及优势，实操上位机参数与驱动；剖析通讯协议，演示 SDK 与 ROS2 集成；开发驱动功能包，搭建端口映射与安全机制。课程助学员掌握开发全流程，实现能力升华。

1. 1、课程介绍了TOF激光雷达的使用，介绍TOF激光雷达产品，包括原理、优势、安装及物理/性能参数，给出建参建议。
2. 2、深入TOF激光雷达通信协议：讲解通讯协议，涵盖数据发送接收格式、测量数据结构及分析，为数据交互奠基。
3. 3.、讲解ROS2应用-SDK，介绍雷达 SDK 功能、文件组成、常用 API 等，实现与 ROS2 集成，为开发提供工具。
4. 4、深入ROS2应用-驱动，讲解驱动实现，含创建接口、解析数据、launch 文件配置，还介绍安全机制，确保雷达在 ROS2 中稳定运行。