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机器人基础 September 7, 2026

液压系统入门——从帕斯卡原理到机器人力控制

为什么只需很小的输入就能驱动液压挖掘机的巨型机械臂？本文将泵、控制阀、油缸、液压油、传感器和控制器视为一个闭环系统，涵盖了压力/流量/效率方程、工程机械和农业机械的现有技术、电液转换以及当前研究进展，并配有图表。

Fundamentals · 10 分钟阅读 强化学习 September 4, 2026

多智能体强化学习入门——如何在对方也在学习的世界中进行优化

当多个智能体同时学习时，单智能体马尔可夫决策过程（MDP）不再适用。本文通过公式和图表，系统地阐述了非平稳性、合作/竞争/混合环境、CTDE、信用分配问题以及MADDPG和QMIX等问题。

Fundamentals · 12 分钟阅读 传感器与硬件 September 4, 2026

旋转编码器的工作原理——光学和磁性

我们从电机的轴角度和速度传感器中比较了旋转编码器的两种工作原理——光学式（通过中断光线来读取位置）和磁性式（通过读取磁场的方向）。

Fundamentals · 17 分钟阅读 传感器与硬件 September 4, 2026

温度传感器的工作原理及代表产品——热电偶、PT100、DS18B20

“所有温度传感器都做着同一件事——将热量转化为电信号——但其背后的物理原理却分为四大类：热电偶中的塞贝克效应、热电阻和电阻温度计中的电阻-温度关系、半导体集成电路的带隙特性，以及红外辐射温度计背后的斯蒂芬-玻尔兹曼定律。本文追溯了温度传感器的发展历程，从塞贝克1821年的误解，到校准PT100传感器的卡伦德-范杜森方程，再到对DS18B20、TMP117和MLX90614等实际集成电路的规格比较，以及一个F1赛车使用12个非接触式红外传感器读取轮胎温度的实际案例。”

Fundamentals · 22 分钟阅读 控制工程 September 3, 2026

控制工程入门：状态观测器和线性卡尔曼滤波器

传感器读数并非系统状态本身。本入门教程解释了可观测性、卡尔曼预测/更新方程、协方差、数值示例、控制集成、机器人实现以及故障安全行为。

Fundamentals · 9 分钟阅读 控制工程 September 3, 2026

控制工程入门：LQR——基于显式优先级的状态反馈

LQR算法从状态空间模型和二次成本函数中导出状态反馈增益。本入门教程涵盖了Riccati方程、可观测性、PID/MPC权衡、机器人实现、数值直觉和安全性。

Fundamentals · 8 分钟阅读 控制工程 September 3, 2026

控制工程入门：模型预测控制——在约束条件下运行

模型预测控制利用模型预测未来行为，优化受限的输入序列，仅执行其第一步，然后重复此过程。本入门指南涵盖了方程、参数调优、安全性、实现方法和当前实例。

Fundamentals · 9 分钟阅读 控制工程 September 3, 2026

控制工程入门：路径规划——A*、Dijkstra、RRT、RRT* 和 PRM

路径规划并非绘制最短路径。本入门指南比较了网格空间算法和连续空间算法，同时考虑了机器人占地面积、地图不确定性、计算量、SLAM/Nav2集成以及安全性等因素。

Fundamentals · 8 分钟阅读 控制工程 September 3, 2026

控制工程入门：PID控制——跨三个时间尺度的工作

PID 控制器不仅仅是三个增益。本入门指南将其直观原理和公式与采样、饱和、抗饱和、调谐、安全性、ROS 2 和实际实现检查联系起来。

Fundamentals · 10 分钟阅读 控制工程 September 3, 2026

控制工程入门：轨迹生成——最小加加速度、五次曲线和梯形曲线轮廓

路径决定了行进方向；轨迹则决定了行进的时间、速度、加速度和加加速度。本入门指南涵盖了最小加加速度、五次曲线、梯形曲线轮廓、约束条件、安全性以及 ROS 2 集成。

Fundamentals · 7 分钟阅读 计算机视觉 September 3, 2026

VO/VIO入门——利用摄像头和IMU估计运动的实用基础

视觉里程计 (VO) 和视觉惯性里程计 (VIO) 通过一系列图像和惯性测量数据来估计机器人或相机的相对运动。本文结合数学公式和图表，探讨了单目尺度模糊、IMU 预积分、初始化、滤波与优化、VINS-Mono 和 OpenVINS 等实现方法、评估指标以及故障情况等问题。

Fundamentals · 23 分钟阅读 强化学习 September 3, 2026

强化学习入门：模仿学习和逆强化学习

行为克隆、DAgger 和逆强化学习在奖励难以编写时会使用演示。本入门指南涵盖协变量偏移、奖励推断、VLA 连接、评估、安全性和数据来源。

Fundamentals · 7 分钟阅读 强化学习 September 3, 2026

强化学习基础——马尔可夫决策过程、贝尔曼方程和机器人探索

强化学习是一个闭环过程，其中智能体根据观察结果选择动作并最大化延迟奖励。本入门教程解释了马尔可夫决策过程（MDP）、价值函数、策略、贝尔曼方程、探索与利用、奖励设计以及从仿真到真实机器人的实现路径。

Fundamentals · 8 分钟阅读 强化学习 September 3, 2026

Q学习和DQN——从Q表到深度强化学习

Q学习使用贝尔曼最优目标来更新动作值。本入门教程从表格形式的Q表讲解到深度Q网络，解释了经验回放、目标网络、高估以及机器人堆叠中的安全放置等概念。

Fundamentals · 8 分钟阅读 机器人基础 September 3, 2026

ROS 2 入门指南 — 安全地跨节点、主题和分布式数据系统 (DDS) 分发机器人控制

ROS 2 是一款机器人中间件，它将感知、感知、规划和控制拆分为独立的进程，并通过 DDS 通信将它们连接起来。本文涵盖了 ROS 2 的节点、主题、服务、动作、QoS、TF2、生命周期、实现和调试等内容，并结合图表，阐述了 ROS 2 与 ROS 1 的区别以及实际操作注意事项。

Fundamentals · 7 分钟阅读 传感器与硬件 September 3, 2026

执行器的工作原理——无刷直流电机、步进电机、伺服电机

我们从三个角度比较了构成机器人“肌肉”的执行器——无刷直流电机、步进电机和伺服电机。这三者实际上并非并列分类；电机结构（无刷直流/步进）和控制架构（伺服）是两个不同的维度，但人们常常将它们混淆。为了厘清这种混淆，我们追溯了扭矩/响应/控制之间真正的权衡关系，从NASA的真空环境下电刷磨损问题一直到维纳控制论的诞生。

Fundamentals · 20 分钟阅读 传感器与硬件 September 3, 2026

事件摄像机 (DVS) 的工作原理和主要产品 — Prophesee、iniVation

与以固定间隔持续拍摄帧（静态图像）的传统相机不同，事件相机（动态视觉传感器，DVS）的每个像素都独立地报告其亮度变化的瞬间，分辨率高达微秒级。我们追溯了实际芯片——Prophesee Metavision、iniVation DVXplorer/DAVIS、三星 DVS-Gen4——的神经形态工程发展历程，从 1988 年的硅视网膜研究到 2024 年 iniVation 的收购，再到立体事件相机自动驾驶数据集 DSEC 以及在无人机上运行的 SLAM 研究。

Fundamentals · 20 分钟阅读 传感器与硬件 September 3, 2026

磁力计的工作原理及主要产品——博世、意法半导体、霍尼韦尔

磁力计通过感知地球磁场的方向来推导航向，它是唯一一种只要有电就能持续返回绝对方向外部参考的传感器——从智能手机的电子罗盘到无人机的偏航角校正，再到立方体卫星的姿态控制，磁力计的应用无处不在。本文阐述了磁力计的四大基本物理原理——霍尔效应、自调制磁阻 (AMR)、巨磁阻 (GMR) 和磁通门——并比较了博世 BMM150、意法半导体 LIS3MDL 和霍尼韦尔 HMC5883L 三款芯片的实际规格，涵盖了硬铁/软铁误差及其校准、姿态航向参考系统 (AHRS) 传感器与惯性测量单元 (IMU) 的融合，以及这项技术从矿产勘探、二战时期的反潜作战、月球探测到如今立方体卫星姿态控制的发展历程。

Fundamentals · 21 分钟阅读 传感器与硬件 September 2, 2026

电池和电池管理系统 (BMS) 的工作原理 — Molicel、DJI、三星 SDI

决定机器人或无人机续航里程和安全性的并非电机或传感器套件，而是电池及其电池管理系统（BMS）。从锂离子电池的电化学特性到电池均衡和保护电路，我们对比了Molicel高放电电池、DJI智能飞行电池以及三星SDI新一代固态电池的实际规格，并探讨了波音787火灾给业界带来的关于BMS局限性的启示。

Fundamentals · 20 分钟阅读 传感器与硬件 September 2, 2026

单板计算机的工作原理及主要产品——树莓派 5、Jetson、Coral

我们对比了三种设计理念下的嵌入式计算机，它们共同构成了机器人的“大脑”——树莓派5的通用SoC、NVIDIA Jetson Orin的GPU集成AI计算机以及谷歌Coral的专用ASIC。文章探讨了TOPS/W能效指标的实际含义，以及newbot项目为何选择通用SoC，并深入分析了2026年AI数据中心DRAM短缺问题对业余单板计算机市场的影响。

Fundamentals · 21 分钟阅读 技术趋势 August 26, 2026

VLA（视觉-语言-行动）技术趋势

视觉-语言-动作（VLA）将摄像头输入和自然语言指令整合到一个单一模型中，直接输出机器人动作。从RT-2到OpenVLA，再到物理智能的π0系列，本文将探讨这种拒绝将感知与控制分离的设计理念的传播历程。

Trends · 11 分钟阅读 传感器与硬件 August 10, 2026

IMU的工作原理和主要产品——Xsens、博世、Analog Devices

“惯性测量单元 (IMU) 将加速度计和陀螺仪结合使用，直接感知车辆自身的平移加速度和旋转速率。与摄像头或激光雷达不同，它不依赖任何外部设备——但这种独立性也带来了一个不可避免的问题：误差会随着时间的推移而累积（漂移）。我们将深入研究 MEMS 陀螺仪原理、艾伦方差噪声分析、从消费级芯片到导航级模块的等级划分，以及 Xsens 的 MTi 系列产品策略。”

Fundamentals · 16 分钟阅读 传感器与硬件 August 4, 2026

深度摄像头的工作原理及主要产品——RealSense、Kinect、Orbbec

主动立体视觉利用红外发射器投射图案并进行立体匹配；结构光通过已知图案的变形来读取深度；飞行时间法则直接从相位偏移中读取距离——这三种深度摄像头技术并存。我们将探讨每种技术背后的原理，并以英特尔 RealSense D435i、微软 Kinect、Orbbec Femto Bolt 和 iPhone TrueDepth 为例进行实际分析，同时追溯以色列初创公司 PrimeSense 的技术如何孕育出 Kinect，被苹果收购，最终演变为 Face ID。

Fundamentals · 13 分钟阅读