[三日課程] 具身智能實戰：NVIDIA Jetson AMR x ROS2 自主移動平台

課程介紹

隨著自動化物流與智慧工廠需求大增，AMR（自主移動機器人） 已成為機器人領域的核心技術。本工作坊專為想深入了解 ROS2 系統架構、邊緣運算平台應用及工業級導航技術的學員設計。我們將帶領學員從 NVIDIA Jetson Orin Nano 的硬體配置開始，掌握 Docker 容器化部署、Cartographer SLAM 地圖繪製，到最終實現 Nav2 進階多點導航與參數調優。

? 實戰亮點：捨棄冗長理論，直接在 Jetson Orin Nano 實機測試。

?️ 智能整合：深度整合 NVIDIA 諸多 AI 套件，並於 ROS2 框架下實作各種機器人實用功能。

? 解決痛點：深度解析 DDS 通訊設定、Costmap 參數調教與導航故障排除。

https://www.youtube.com/watch?v=R5kp6ClSy1c 註：本門課不屬於 NVIDIA DLI 深度學習學員的講師實作坊，如需 DLI 證照請參考 NVIDIA DLI 講師實作坊 [運用 NVIDIA Isaac 開發高效機器人] 課程

課程定位

? 程度：技術 - 中級實戰
? 主題：AMR / ROS2 Humble / Docker / Nav2 / SLAM
? 核心平台：NVIDIA Jetson Orin Nano (JetPack 5.1.1+)
? 適合對象：軟體工程師、ROS1 轉型開發者、大專院校 AI 機器人研究團隊
? 技術需求：具備基礎 Linux 操作與 Python/C++ 概念

學習目標

? 掌握 ROS2 與 Docker 的整合應用，實現快速部署與環境隔離。
? 整合 Lidar (光達) 與 Odom (里程計) 系統。
? 實作 SLAM 建圖與封閉迴圈檢測技術。
? 實現複雜環境下的 Nav2 自動導航 與動態避障任務。
? 具備調校 Planner/Controller 擴充套件與優化 DDS 通訊 的能力。

硬體與軟體需求

核心平台： NVIDIA Jetson Orin Nano (JetPack 5.1.1+) 所組成的 AMR 車體，例如 RK 六輪 / 履帶平台
感測器： 2D 雷射光達 (Lidar) / ZED景深攝影機 / RGB 攝影機
作業系統： Ubuntu 20.04 (in Docker) / 22.04
通訊工具： 建議安裝 MobaXterm 並關閉 X11 RANDR 以利圖形顯示

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三日課程大綱

第一天：環境建置與底盤通訊

時段	課程模組與實作細節
上午課程系統與 Docker	1. NVIDIA Jetson Orin Nano 核心架構與環境初始化 Jetson Orin Nano 硬體接口與 JetPack 系統環境檢查 AMR 上位機（Ubuntu）與下位機（Microcontroller）分散式架構解析網路配置與多機通訊環境（ROS_DOMAIN_ID）設定 2. Docker 機器人開發環境部署容器化技術優勢：快速部署、版本隔離與環境還原實作 Docker Container 啟動、映像檔掛載與硬體權限穿透常用 Docker 管理指令與開發工作流建立
下午課程底盤控制與通訊	1. ROS2 節點通訊與驅動程式開發驗證 ROS2 Topic/Service/Action 通訊架構底盤通訊協議解析：Serial Port 與指令碼格式編寫與運行底盤啟動腳本 (base.launch.py) 2. 機器人運動控制與故障排查實作鍵盤/搖桿遠端遙控 (teleop_twist_keyboard) 常見連線問題排查與通訊延遲最佳化實機走線測試：驗證角速度與線速度之精準度

時段

課程模組與實作細節

上午課程系統與 Docker

1. NVIDIA Jetson Orin Nano 核心架構與環境初始化

Jetson Orin Nano 硬體接口與 JetPack 系統環境檢查
AMR 上位機（Ubuntu）與下位機（Microcontroller）分散式架構解析
網路配置與多機通訊環境（ROS_DOMAIN_ID）設定

2. Docker 機器人開發環境部署

容器化技術優勢：快速部署、版本隔離與環境還原
實作 Docker Container 啟動、映像檔掛載與硬體權限穿透
常用 Docker 管理指令與開發工作流建立

下午課程底盤控制與通訊

1. ROS2 節點通訊與驅動程式開發

驗證 ROS2 Topic/Service/Action 通訊架構
底盤通訊協議解析：Serial Port 與指令碼格式
編寫與運行底盤啟動腳本 (base.launch.py)

2. 機器人運動控制與故障排查

實作鍵盤/搖桿遠端遙控 (teleop_twist_keyboard)
常見連線問題排查與通訊延遲最佳化
實機走線測試：驗證角速度與線速度之精準度

第二天：SLAM 建圖與 Nav2 導航核心

時段	課程模組與實作細節
上午課程 SLAM 建圖實戰	1. 感測器融合與里程計設定 2D 光達（Lidar）參數最佳化：過濾雜訊與頻率設定 rf2o 雷射里程計設定：減少累積誤差的關鍵技巧使用 URDF 建立機器人坐標系（TF Tree）架構 2. Cartographer 地圖繪製與保存 Cartographer 參數配置：解析 Local 與 Global SLAM 實作回環檢測（Loop Closure）以修正長廊效應地圖存檔格式（Pbstream/YAML/PGM）與後處理應用
下午課程 Nav2 導航架構	1. Navigation2 框架與成本地圖（Costmap）解析靜態層、障礙物層與膨脹層（Inflation Layer）設定初始位置（2D Pose Estimate）與自適應蒙地卡羅定位（AMCL） Nav2 狀態機控制流程解讀 2. 單點導航與多點巡航實作實作 2D Goal Pose 單點精準對位 Waypoint Follower 插件應用：建立多點巡航路徑導航失敗重試機制（Recovery Behaviors）實測

時段

課程模組與實作細節

上午課程 SLAM 建圖實戰

1. 感測器融合與里程計設定

2D 光達（Lidar）參數最佳化：過濾雜訊與頻率設定
rf2o 雷射里程計設定：減少累積誤差的關鍵技巧
使用 URDF 建立機器人坐標系（TF Tree）架構

2. Cartographer 地圖繪製與保存

Cartographer 參數配置：解析 Local 與 Global SLAM
實作回環檢測（Loop Closure）以修正長廊效應
地圖存檔格式（Pbstream/YAML/PGM）與後處理應用

下午課程 Nav2 導航架構

1. Navigation2 框架與成本地圖（Costmap）

解析靜態層、障礙物層與膨脹層（Inflation Layer）
設定初始位置（2D Pose Estimate）與自適應蒙地卡羅定位（AMCL）
Nav2 狀態機控制流程解讀

2. 單點導航與多點巡航實作

實作 2D Goal Pose 單點精準對位
Waypoint Follower 插件應用：建立多點巡航路徑
導航失敗重試機制（Recovery Behaviors）實測

第三天：進階導航應用與系統優化

時段	課程模組與實作細節
上午課程進階任務	1. 導航點與行為客製開發自定義擴充套件：實現到點停留、等待外在訊號或觸發拍照結合 Action Server 進行非同步任務管理場景實測：機器人巡檢流程模擬 2. 路徑規劃與控制器算法比較 Planner 特性比較：Smac2D 混成 A* 與 ThetaStar Controller 行為分析：RPP (Pure Pursuit) vs. MPPI 預測控制根據狹窄通道或開放區域動態切換演算法
下午課程系統最佳化與 DevOps	1. 效能調校與純定位模式 Costmap 占用率與 CPU 負載平衡技巧實作 Pure Localization：在已知地圖中實現低功耗精準定位 DDS 通訊優化：FastDDS 與 CycloneDDS 的 XML 設定實作 2. 鏡像製作與自動化部署流程 Dockerfile 深度解析：打造極致精簡的 AMR 鏡像多版本環境快速切換與映像檔推播 (Push/Pull) 總結：建立穩固的 AMR 開發與運維流程

時段

課程模組與實作細節

上午課程進階任務

1. 導航點與行為客製

開發自定義擴充套件：實現到點停留、等待外在訊號或觸發拍照
結合 Action Server 進行非同步任務管理
場景實測：機器人巡檢流程模擬

2. 路徑規劃與控制器算法比較

Planner 特性比較：Smac2D 混成 A* 與 ThetaStar
Controller 行為分析：RPP (Pure Pursuit) vs. MPPI 預測控制
根據狹窄通道或開放區域動態切換演算法

下午課程系統最佳化與 DevOps

1. 效能調校與純定位模式

Costmap 占用率與 CPU 負載平衡技巧
實作 Pure Localization：在已知地圖中實現低功耗精準定位
DDS 通訊優化：FastDDS 與 CycloneDDS 的 XML 設定實作

2. 鏡像製作與自動化部署流程

Dockerfile 深度解析：打造極致精簡的 AMR 鏡像
多版本環境快速切換與映像檔推播 (Push/Pull)
總結：建立穩固的 AMR 開發與運維流程

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[三日課程] 具身智能實戰：NVIDIA Jetson AMR x ROS2 自主移動平台

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課程定位

學習目標

硬體與軟體需求

三日課程大綱

第一天：環境建置與底盤通訊

第二天：SLAM 建圖與 Nav2 導航核心

第三天：進階導航應用與系統優化

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