机器人测试基础学习文档（新人版）

适用对象：机器人测试新人、产品测试、系统测试、质量验证、售后技术支持。
示例场景：以割草机器人为主，同时适用于扫地机器人、配送机器人、移动底盘等自主移动机器人。

0. 新人先建立一张“整机地图”

机器人测试不是只看一个传感器或一段算法，而是看整机链路是否稳定闭环。可以先记住一条主线：

mermaid flowchart LR A["感知层：相机 / RGBD / LiDAR / IMU / RTK / 轮速计"] --> B["定位建图层：SLAM / VSLAM / LiDAR SLAM / 传感器融合"] B --> C["规划决策层：全局路径 / 局部避障 / 作业策略"] C --> D["控制执行层：电机 / 转向 / 刀盘 / 回充"] D --> E["状态反馈层：里程计 / 电流 / 温度 / 故障码 / 日志"] E --> B ```

生活类比：

• 人在陌生公园里走路：眼睛负责看路，内耳负责感知身体姿态，大脑一边记地图一边判断自己在哪，腿负责执行行走。

• 机器人也类似：相机、雷达、IMU 是“眼睛和内耳”；SLAM 是“认路和记地图”；路径规划是“决定怎么走”；电机和刀盘是“腿和工具”。

测试新人看机器人时，建议永远追问三件事：

1. 输入是什么：传感器数据是否真实、连续、时间对齐？

2. 输出是什么：定位、地图、路径、控制命令是否符合预期？

3. 异常怎么表现：弱光、强光、遮挡、打滑、动态障碍物、通信中断时系统是否能恢复？

1. ROS 机器人操作系统

1.1 ROS 到底是什么

ROS 是 Robot Operating System 的缩写，中文常叫“机器人操作系统”。但它不是 Windows、Android 那种完整操作系统，更准确地说，它是运行在 Linux 等系统上的机器人软件框架和通信中间件。

通俗理解：

• Linux 像地基和房子。

• ROS 像房子里的水电网络、开关面板和设备接口。

• 相机、雷达、电机、导航算法、避障算法通过 ROS 连接起来，各模块不需要彼此硬编码在一起。

割草机器人示例：

• 相机节点持续发布图像。

• 激光雷达节点持续发布点云或扫描线。

• 定位节点订阅相机、雷达、IMU 数据，输出机器人位置。

• 导航节点根据地图和位置规划路径。

• 控制节点把路径转换成电机速度和刀盘控制命令。

1.2 ROS 核心术语

生活类比：

• Topic 像微信群直播消息：有人一直发，有人按需看。

• Service 像去窗口办业务：你提一个请求，对方给一个结果。

• Action 像点外卖：下单后能看到“已接单、配送中、已送达”，最后有结果。

1.3 Topic、Service、Action 怎么选

1.4 ROS1 与 ROS2 的核心区别

新人建议：

• 学概念时可以看 ROS1 资料，因为很多名词是相通的。

• 做产品测试和新项目时，应优先按 ROS2 口径学习，尤其关注 DDS、QoS、生命周期节点、rosbag2、Nav2。

1.5 常用 ROS 工具

常用检查命令示例（ROS2）：

ros2 node list ros2 topic list ros2 topic echo /imu/data ros2 topic hz /scan ros2 service list ros2 action list ros2 param list ros2 bag record /scan /imu/data /tf /odom

1.6 ROS 测试重点

2. 感知传感器：机器人“看世界”的方式

机器人要自主移动，必须知道三类信息：

1. 我周围有什么：人、宠物、树、石头、花坛、墙、坑。

2. 它们离我多远：是否需要避让、减速、停车。

3. 我自己怎么动了：是否转弯、打滑、倾斜、偏航。

2.1 传感器总览