《智能机器人控制》教学大纲
《智能机器人技术》课程教学大纲(有理论和实验)
《智能机器人技术》课程教学大纲(有理论和实验)《智能机器人技术》教学大纲课程名称:智能机器人技术(Intelligent robot课程代码:09213028 technology)课程类别:专业课课程性质:必修总学时:48 理论学时:42实验学时:6 实验项目:3个先修课程:自动控制原理、控制电路基础、智能控制技术适用专业:电子信息工程开课单位:电子工程学院一、课程性质、目的课程性质:《智能机器人技术》是电子工程的专业课,通过本课程的学习,使学生掌握机器人机构设计、运动分析、控制和使用的技术要点和基础理论。
机器人是典型的机电一体化装置,它不是机械、电子的简单组合,而是机械、电子、控制、检测、通信和计算机的有机融合,通过这门课的学习,使学生对机器人有一个全面、深入的认识。
培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力。
课程目的:本课程系统的介绍了机器人设计、控制、编程和使用的理论基础和技术要点,包括机器人的一般概论,机器人运动学,静力/动力学分析,机器人机械系统设计,机器人的控制和机器人的应用等内容。
通过课程学习,使学生掌握机器人的基本原理、基础知识,对机器人机械系统的总体设计方法有初步了解,并相应的掌握一些实用工业机器人控制及规划和编程方法。
二、课程内容和学时分配第一章绪论【教学基本要求】1、了解机器人学的起源与发展;2、掌握机器人学的定义;3、熟识机器人的特点、结构与分类。
【教学时数】4课时【教学重点和难点】重点:1、机器人学的定义;2、机器人的特点、结构与分类。
难点:1、机器人学的起源与发展;【教学内容】1、机器人学的发展;2、机器人的特点、结构与分类;3、机器人学与人工智能的关系。
第二章智能机器人运动学【教学基本要求】1、掌握空间任意点的位置和姿态变换、坐标变换、齐次坐标变换、物体的变换和逆变换,以及通用旋转变换。
【教学时数】10课时【教学重点和难点】重点:1、位置和姿态变换;2、坐标变换;3、齐次坐标变换。
智能机器人实验课程教程大纲
《智能机器人》实验课程教学大纲一、实验课程性质及教学目的本实验是面向电子系研究生开设的实验课,配合智能机器人理论课的教学工作。
教学重点是使学生通过Turtlebot2掌握机器人开放操作系统的使用,并实现基于Kinect的同步定位与建图的算法,加强同学对同步定位与建图算法的原理的理解以及应用领域的了解。
二、教学大纲与各章的基本内容1.Ubuntu安装教学时数:2学时教学内容:a)学习安装Ubuntu 14.04版本b)学习实验相关Ubuntu 指令操作2.ROS系统安装教学时数:2学时教学内容:a)学习安装系统依赖库b)学习安装ROS操作机器人操作系统3.ROS系统通信机制教学时数:2学时教学内容:a)学习ROS系统订阅与发布消息机制4.ROS工作空间使用教学时数:2学时教学内容:a)学习安装工作空间b)学习调用工作空间中launch文件5.虚拟机器人运动教学时数:2学时教学内容:a)参考资料运行虚拟机器人运动指令b)观察虚拟机器人运动的消息发布和订阅6.虚拟机器人壁障教学时数:2学时教学内容:a)参考资料运行虚拟机器人壁障指令b)了解虚拟机器人壁障所订阅的消息c)了解虚拟机器人壁障的launch 文件7.虚拟机器人点到点路径规划教学时数:4学时教学内容:a)参考资料运行虚拟机器人点到点路径规划b)学习点到点路径规划launch文件8.机器人地盘驱动教学时数:2学时教学内容:a)驱动Turtlebot机器人地盘b)查看Turtlebot机器人地盘的信息发布c)使用键盘指令订阅地盘信息从而控制地盘运动9.Kinect、激光传感器驱动教学时数:2学时教学内容:a)驱动Kinect、激光传感器b)查看Kinect、激光传感器的信息发布c)订阅Kinect发布的RGB图像与深度图像,订阅激光的数据10.Turtlebot机器人点到点路径规划教学时数:4学时教学内容:a)在Turtlebot 机器人上实现点到点路径规划b)尝试不同路径规划的算法11.Project题目确定教学时数:2学时教学内容:a)学习同步定位与建图算法b)学习语音控制机器人原理c)学习手势控制机器人原理d)确定实验课Project题目12.Project实施教学时数:6学时教学内容:a) 完成project智能机器人实验课Project名称:智能机器人小助手内容:利用我们实验课所用机器人操作系统以及机器学习知识,结合机器人语音,行为识别,运动检测,人脸检测、同步定位与建图、自动探索并建图等工作实现人机交互的功能。
智能机器人 教学大纲
《智能机器人》教学大纲课程名称:智能机器人课程类别:必修适用专业:人工智能、机器人工程、智能制造、电气工程及其自动化等专业总学时:64学时(其中理论40学时,实验24学时)总学分:4.0学分一、课程性质机器人技术已广泛应用于制造业、服务业、农业、航空航天等众多领域,极大地提高了生产效率和人民的生活水平,推动了社会的发展并带来了巨大的经济效益。
目前,各行各业对机器人的需求量不断增大,机器人的智能化水平也显著提升。
我国智能机器人的研究工作起步较晚,但在国家的大力支持和科研人员的不懈努力下,在工业机器人和服务机器人方面已取得较好的成绩。
为了满足国内智能制造与智能装备领域对机器人专业技术人才的需求,以及满足高校新工科专业建设要求,机器人工程、智能制造等本科专业在近几年应运而生。
除此之外,许多传统的自动化相关专业也增加了机器人相关的课程,主要教学内容涉及机器人数学基础、机器人传感器、机器人操作系统、机器人定位与导航、机器人视觉、机器人语音等。
因此,本课程的开设对我国机器人、智能制造、人工智能等行业的发展具有一定的推动作用。
二、教学目标1.了解机器人的起源、发展、特点与分类,以及智能机器人的概念与架构。
掌握机器人的基础数学知识,包括空间质点的表示、二维位姿、三维位姿,以及齐次坐标变换,并了解了机器人的感知系统、通信系统及操作系统。
掌握机器人的航迹推算和位姿估计,熟悉基于扩展卡尔曼滤波的定位与建图方法。
2.掌握机器人路径规划方法的定义及分类,重点掌握人工势场法、A*算法和D*算法,以及全覆盖路径规划方法。
了解基于激光雷达传感器视觉传感器的定位建图方法,熟悉相关的数学算法、实现步骤及优化过程。
3.掌握机器人视觉的基础知识与理论,包括视觉系统的组成、目标检测方法、视觉定位建图方法及深度学习在机器人视觉中的应用。
掌握基于深度学习的自然语言处理框架,熟悉相关的深度学习模型。
4.通过对激光雷达导航智能车、视觉导航智能车及服务机器人“小途”这3个应用案例的学习,掌握智能机器人的外观设计、软硬件设置、系统架构及场景应用。
《智能机器人》课程教案
《智能机器人》课程教案智能机器人课程教案一、课程简介本课程旨在介绍智能机器人技术及其应用,包括机器人结构、编程、控制等方面的知识。
本课程通过理论讲解与实践操作相结合的方式,培养学生对智能机器人相关技术的掌握和应用能力,为学生未来从事相关领域的工作打好基础。
二、课程目标通过本课程的研究,学生应该具备以下几个方面的能力:1. 掌握智能机器人的基本结构和工作原理;2. 熟悉智能机器人编程的常用语言和方法;3. 熟悉智能机器人的传感器、控制器等相关设备的使用方法;4. 能够使用智能机器人完成一定的操作任务。
三、课程大纲本课程将分为以下几个模块:模块一:智能机器人概述1. 什么是智能机器人?2. 智能机器人发展历程及应用现状。
模块二:智能机器人结构1. 智能机器人的主要机构和部件。
2. 智能机器人结构设计的基本原则。
3. 智能机器人结构的相关标准及认证。
模块三:智能机器人编程1. 常见的智能机器人编程语言。
2. 编程语言应用于智能机器人的实现方法。
3. 智能机器人编程中的常见技巧。
模块四:智能机器人控制1. 智能机器人的运动控制方法。
2. 智能机器人传感器及其应用。
3. 智能机器人控制器及其使用。
模块五:实践操作1. 对智能机器人的基本操作进行讲解。
2. 手动编程实现基本运动控制。
3. 简单案例实践演。
四、考核方式1. 平时成绩(包括出勤、作业等)占比40%。
2. 期中考试占比30%。
3. 期末项目实践占比30%。
五、参考资料1. 《机器人控制技术》(第3版),赵晶著,机械工业出版社。
2. Educational Robotics Programming,Raffaello D'Andrea等,Springer。
以上内容仅供参考,详情以实际授课内容为准。
《机器人控制》课程教学大纲【模板】
开课院系:计算机与网络安全学院
任课教师姓名/职称:刘文果/副研究员
联系电话:********
Email:【邮箱地址】
答疑时间、地点与方式:1.每次上课的课前、课间和课后,采用一对一的问答方式;2.通过QQ,网上答疑系统及电话答疑,时间地点不限
课程考核方式:开卷( )闭卷( )课程论文()其它(X)
2.过程与方法目标:在学习ROS系统的系统框架、节点程序设计、开源软件库使用和移植,以及综合应用开发等内容的过程中,使学生对机器人控制系统的分析和开发方法得到一定的训练,在此基础上进行归纳和总结,逐步形成科学的学习观和方法论。
3.情感、态度与价值观发展目标:通过本课程的学习,培养作为一个嵌入式系统开发工程师必须具备的学习精神、解决技术问题的基本方法、严谨治学的科学态度和积极向上的价值观,为未来的学习、工作和生活奠定良好的基础。
《机器人控制》课程教学大纲
课程名称:机器人控制
课程类别(必修/选修):选修
课程英文名称:Robot Control
总学时/周学时/学分:32/2/1
其中实验(实训、讨论等)学时:16
先修课程:C语言编程,C++
语言编程,计算机网络,数据结构
授课时间:周一,5-6节 1-16周
授课地点:松山湖校区, 6E304
使用教材:《机器人操作系统ROS原理与应用》,周兴社,杨刚,王岚等编著,机械工业出版社,人民邮电出版社,2017,第1版
教学参考资料:《基于ROS的机器人理论与应用》,何炳蔚等编,科学出版社,2017,第1版
课程简介:机器人控制是计算机科学与技术专业的选修课,课程主要分析开源机器人操作系统ROS的核心功能实现原理,探讨基于ROS的职能机器人软件系统的开发方法和实现技术,培养学生进行智能机器人技术研发的技术能力和实践技能,增强就业能力,为学生今后学习和从事机器人控制系统开发、系统集成及相关领域应用积累实践经验。
智能机器人教学大纲
智能机器人教学大纲智能机器人教学大纲智能机器人作为一种新兴的技术,正在逐渐渗透到我们的生活中。
它们不仅可以帮助人们完成一些重复性的工作,还可以提供个性化的服务。
随着智能机器人技术的不断发展,如何将其应用于教育领域成为了一个备受关注的问题。
本文将探讨智能机器人教学大纲的设计。
智能机器人教学大纲的设计应该从以下几个方面考虑。
首先,需要明确教学目标。
智能机器人教学的目标可以分为技术目标和教育目标两个方面。
技术目标包括培养学生对智能机器人技术的理解和应用能力,教育目标则包括培养学生的创新思维和解决问题的能力。
其次,智能机器人教学大纲应该明确教学内容。
教学内容应该包括智能机器人的基本原理、编程技巧、传感器应用等方面的知识。
同时,还应该引导学生进行实践操作,通过实际操控智能机器人来加深对知识的理解和应用。
第三,智能机器人教学大纲的设计需要考虑教学方法。
传统的教学方法可能无法适应智能机器人教学的需求,因此需要采用一些创新的教学方法。
例如,可以采用项目驱动的教学方法,让学生通过完成一个个小项目来学习和应用智能机器人技术。
此外,智能机器人教学大纲还应该考虑教学资源的配置。
智能机器人教学需要一些特殊的硬件设备和软件工具来支持,因此需要合理配置这些资源。
同时,还需要培养一支专业的教师队伍,他们不仅需要具备智能机器人技术的专业知识,还需要具备教学能力和创新思维。
最后,智能机器人教学大纲的评估也是非常重要的。
评估可以帮助教师和学生了解教学效果,以及学生对知识的掌握程度。
评估可以采用多种形式,包括笔试、实践操作、项目展示等。
总之,智能机器人教学大纲的设计需要考虑教学目标、教学内容、教学方法、教学资源的配置以及评估等方面的因素。
只有全面考虑这些因素,才能设计出一套科学合理的教学大纲,推动智能机器人教育的发展。
智能机器人教学的目标不仅是培养学生的技术能力,更重要的是培养学生的创新思维和解决问题的能力,为他们未来的发展打下坚实的基础。
《智能机器人》课程教学大纲(本科)
《智能机器人》课程教学大纲课程编号:04219课程名称:智能机器人英文名称:Intelligent Robot课程类型:专业课课程要求:选修学时/学分:32/2 (讲课学时:28 上机学时:4)适用专业:智能科学与技术一、课程性质与任务智能机器人是智能科学与技术专业学生学习和掌握机器人基木知识和基本设计方法的技术专业课,也是工科学生将来从事机器人技术应用的理论基础。
本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本设计方法的讲解;在培养实践能力方面着重设计技能的基本训练,使学生具有一定的机器人设计和应用能力,,该门课程支撑毕业要求中 1.1, 2.1, 3.3, 4.1, 4.3,6.1, 10.1 和12.1。
二、课程与其他课程的联系先修课程:高等数学、自动控制原理、模糊技术基础、神经网络控制后续课程:智能机器人综合实践高等数学为机器人数学模型建立打下基础,自动控制原理为机器人控制系统设计提供方法,模糊技术基础及神经网络控制可实现机器人智能控制;本课程为后续智能机器人综合实践课程提供基本知识和方法。
三、课程教学目标1. 学习机器人基础知识和基本理论知识,了解智能机器人的发展、机器人本体结构,掌握机器人数学建模方法,具有机器人轨迹规划和设计控制系统的能力。
(支撑毕业要求1.1, 2.1)2. 具有机器人机构设计和实现控制目标的基本能力。
(支撑毕业要求3.3,4.1)3. 掌握基本的机器人结构设计和控制的创新方法,培养学生追求创新的态度和意识。
(支撑毕业要求4.1, 43)4. 培养学生树立正确的设计思想,了解机械设计过程中国家有关的经济、环境、法律、安全、健康、伦理等政策和制约因素。
(支撑毕业要求3.3)5. 培养学生的工程实践学习能力,使学生具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力。
(支撑毕业要求4.1,6.1)6. 了解机器人技术的前沿和新发展动向。
(支撑毕业要求10.1, 12.1)四、教学内容、基本要求与学时分配五、其他教学环节(课外教学环节、要求、目标)课外实验4学时1. 机器人智能控制方法:掌握机器人控制器设计方法。
智能机器人教学大纲
智能机器人教学大纲第一篇:智能机器人教学大纲课程目标:智能机器人教学大纲(软件部分)机器人是集科技知识启蒙、创造性思维训练及创造力开发的最佳载体。
可以适合于普通中学对学生进行全面培养、提升现代学生的创造力、想象力与科学技能方面的素质教育。
在机器人课堂教学中应该做到而且能做到彻底改变过去单一的教师灌输、学生被动接受的教学模式,让学生在“玩中学”,“做中学”,在机器人的模型拼装、编程控制调试的实践过程中去体验,去掌握知识、去提高能力、去创新。
注重的不是结果如何,更重要的是实践的过程。
最终学会学习、学会研究,为学生的终身学习打下基础。
课程教学要求:教师课上不仅要讲解程序设计的理论知识,还要让学生自己动手设计,在有实验场地的机房上课。
这样可以讲一些程序的功能,当时就给学生演示这段程序在机器人上的实现,学生理解起来更加透彻。
学生自己也可以随时下载程序,在场地里调试。
课上也要穿插运用小组讨论和个别化教学的方式。
教学内容:宠物狗教学目标设计搭建一条小狗认识nxt马达冲上山坡教学目标认识NXT,理解输入和输出。
认识乐高零件,学会搭建,知道什么样的速度可以上坡(速度与力量的关系)学校班车教学目标开始学会robolab2.9的编程方式学会控制马达的时间升旗仪式教学目标1.设计并搭建一架小旗升降机。
2.运用导航者级别2对国旗升降机进行编程,分别用时间和触动传感器来控制。
一堂体育课教学目标1.设计并搭建一个双马达人形或车型机器人。
2.运用导航者2对机器人进行编程,理解机器人是如何转弯的.老师的烦恼教学目标设计并搭建一个自动刮玻璃器。
使用导航者3进行编程。
拳击赛教学目标设计并搭建一个拳击机器人。
认识活塞运动。
运用导航者3进行编程。
九月的天气教学目标设计并搭建一架可以调节风速的电动风扇。
运用齿轮加速。
学习导航者4编程。
刷卡门教学目标设计并搭建一个门径系统。
知道如何测光值。
认识光电传感器,并能编写简单程序。
光控路灯教学目标设计并搭建一个光控路灯。
智能机器人教学大纲软件部分
智能机器人教学大纲(软件部分)课程类型:选修课先修课程:英语,计算机基础授课对象:中小学生(小学生只讲授第一部分)教学安排:上学期学习,每周上两节课(小学生每周上一节课,剩下的课时留给学生根据所学的知识对机器人应用)程序的开发环境:VJC 1.0教学目的:让学生掌握一种编程语言,学会程序设计的基本思想,提高编程能力,培养学生的抽象思维及创新精神,为学习其他计算机高级语言打下基础。
通过本学期的学习,提高学生的动手能力、实验能力,学生能够了解如何使用智能机器人,如何使机器人实现自己的目的,学生能够设计出新颖的功能完整的程序,使机器人的行为更加真实可靠。
教学要求:教师课上不仅要讲解程序设计的理论知识,还要让学生自己动手设计,最好在有实验场地的机房上课。
这样可以讲一些程序的功能,当时就给学生演示这段程序在机器人上的实现,学生理解起来更加透彻。
学生自己也可以随时下载程序,在场地里调试。
课上也要穿插运用小组讨论和个别化教学的方式,课下要根据本课程的内容留一些作业,为了使学生巩固知识。
这些作业最好是贴近机器人灭火和足球项目的,这为了使学生下学期能更好投入到灭火和足球的项目设计中来。
教学内容:第一部分流程图程序第1章流程图环境的总体认识(一)课程内容:1.1 开发环境VJC 1.0 的安装、进入和退出1.2 流程图界面的认识(二)学习目的与要求:本章的学习在于对VJC 1.0 的流程图界面有一个总体的认识,使得以后的学习操作更加熟练。
本章总的要求是:了解VJC 1.0 的安装、进入和退出的步骤,了解流程图界面的工具栏、菜单栏的使用。
本章重点:菜单栏、工具栏的使用;各种模块的位置。
(三) 考核的知识点与考核要求:1. 开发环境VJC 1.0 的安装、进入和退出,要求达到“识记”层次。
2. 流程图界面的认识,要求达到“识记”层次。
2.1 工具栏的使用2.2 菜单栏的使用2.3 工作区域模块库的认识第2章流程图编程方法(一)课程内容:2.1 程序的模块2.1.1 流程图的定义及其与模块的关系2.1.2 模块的基本操作2.2 流程图模块的定义及用法2.2.1 执行器模块2.2.2 传感器模块2.2.3 控制模块2.2.4 程序模块2.3 变量2.3.1 变量百宝箱的介绍2.3.2 变量百宝箱的应用(二)学习目的与要求:本章是流程图编程的基础,模块是构成程序基本点,因此,对模块的熟练操作是为以后能更好的编程。
智能机器人教学大纲
智能机器人教学大纲
课程概述:
机器人技术作为20世纪人类科学技术的一项重大成就,它集机械工程学、计算机科学、控制理论、电子工程、传感器技术、人工智能等诸多学科知识之大成,是一门迅速发展且具有高度交叉性的前沿学科。
课程目标:
通过本课程的学习,使学生掌握机器人机构设计、运动分析、控制等相关技术要点和基本理论,对机器人有一个全面、深入的认识,培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力,为今后从事相关研究工作打下基础。
智能机器人设计与控制技术 教学大纲
智能机器人设计与控制技术教学大纲一、课程介绍本课程旨在介绍智能机器人的设计与控制技术,并培养学生对智能机器人的理论与实践能力。
通过本课程的研究与实践,学生将能够掌握智能机器人的设计原理、构建流程以及自动控制技术等方面的知识。
二、教学目标1.理解智能机器人的基本概念和发展历程;2.掌握智能机器人的软硬件结构与设计原理;3.理解智能机器人的感知与决策模块,并能进行相应的设计与实现;4.掌握智能机器人的控制算法与方法;5.培养学生的团队合作能力与创新思维。
三、教学内容1.智能机器人基础知识- 智能机器人的定义与分类- 智能机器人的基本构成与功能- 智能机器人的感知与决策模块2.智能机器人的软件设计- 机器人控制系统的软件架构- 感知数据处理与算法- 机器人的运动规划与路径规划3.智能机器人的硬件设计- 机械结构设计与选择- 传感器与执行器的选择与应用- 机器人电路设计与布局4.智能机器人的控制算法与方法- 机器人的运动控制与轨迹追踪- 机器人的环境感知与建模- 机器人的决策与规划方法5.智能机器人的实践案例与项目- 通过实践案例,学生将能够应用所学知识进行实际项目设计与开发,提升实践能力和创新思维。
四、教学方法- 理论讲授:通过课堂讲授介绍智能机器人的基本知识和设计原理。
- 实践操作:通过实验、项目等实践活动,使学生能够动手实践,并掌握智能机器人的设计与控制技术。
- 课堂讨论:通过小组讨论和问题解答引导学生思考和交流,提高学生的研究效果和解决问题的能力。
五、考核方式- 课堂表现:包括课堂参与、作业完成情况等方面的综合评估。
- 实践项目:要求学生完成相关的实践项目,通过实践成果评估学生的实践能力与创新思维。
- 期末考试:对学生对智能机器人设计与控制技术的理论掌握情况进行考核。
六、参考教材1.《智能机器人导论》 ___,机械工业出版社,2020年2.《智能机器人设计与控制技术基础》 ___,___,2019年3.《ROS机器人操作系统原理与实践》 ___,___,2018年七、备注本课程将充分利用实验室设备与平台,鼓励学生参与实验与项目设计,并组织相关比赛与展示活动,加强学生的实践能力和创新思维发展。
智能机器人高中教学大纲
智能机器人高中教学大纲智能机器人高中教学大纲智能机器人已经成为当今科技领域的热门话题,其在工业、医疗、农业等领域的应用越来越广泛。
随着技术的不断进步,智能机器人的教育也逐渐受到重视。
为了培养学生的创新思维和动手能力,许多学校已经引入了智能机器人课程。
本文将探讨智能机器人高中教学大纲的设计。
一、导言智能机器人高中教学大纲的导言部分应该包括对智能机器人的定义、应用领域以及学习目标的介绍。
通过导言,学生可以对智能机器人有一个整体的认识,了解学习这门课程的意义和目标。
二、基础知识在智能机器人高中教学大纲中,基础知识部分应该包括机器人的基本组成、传感器技术、控制系统等方面的内容。
学生需要了解机器人的硬件和软件结构,以及机器人与环境之间的交互方式。
此外,还应该介绍机器人的编程语言和算法,培养学生的计算机编程能力。
三、机器人设计与制作机器人设计与制作是智能机器人高中教学大纲中的重要部分。
学生需要学习机器人的机械结构设计、电路设计以及软件编程。
通过实践,学生可以亲自动手制作一个简单的机器人,并掌握机器人的装配和调试技巧。
这一部分的目标是培养学生的动手能力和创新思维。
四、传感器与感知技术传感器与感知技术是智能机器人的核心。
在智能机器人高中教学大纲中,应该包括对各种传感器的介绍和应用。
学生需要了解传感器的工作原理,学习如何使用传感器获取环境信息,并将其应用于机器人的导航、避障、目标识别等功能。
通过学习传感器与感知技术,学生可以更好地理解机器人与环境之间的交互过程。
五、机器人控制与算法机器人控制与算法是智能机器人高中教学大纲中的重要内容。
学生需要学习机器人的运动控制方法、路径规划算法以及决策算法。
通过学习机器人控制与算法,学生可以掌握机器人的运动控制原理,学习如何使机器人实现自主导航和智能决策。
六、智能机器人应用智能机器人的应用领域非常广泛,包括工业生产、医疗护理、农业种植等。
在智能机器人高中教学大纲中,应该介绍智能机器人在不同领域的应用案例,让学生了解智能机器人的实际应用价值,激发学生的创新思维和创业意识。
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《智能机器人控制》教学大纲
课程编号:
开课院系:计算机与通信工程学院电子系课程类别:专业选修
适用专业:电子信息、物联网等
课内总学时:32
学分:2
先修课程:嵌入式系统与单片机、微机原理
与应用、计算机网络
执笔:解仑
审阅:石志国
一、课程教学目的
“智能机器人控制”课程属于“电子信息类”专业选修的一门重要的专业基础课,具有较完整的理论体系和较高的实用价值。
通过该门课程的学习,使学生学会智能机器人的控制技术、软件开发平台使用方法、整体结构设计、硬件电路设计与制作、软件模块的编程方法,并对基本的智能机器人系统的研制有正确的理解和认识。
为学生学习后继的电子工程、物联网工程基础等有关课程打下坚实的基础。
二、课程教学基本要求
1.课程重点:
嵌入式系统的硬件设计、检测与调试;内核移植与系统定制;驱动程序开发与嵌入式图像处理;竞赛机器人的控制器、软件开发平台、结构和部件;双足步行机器人动力学模型;双足步行机器人步态生成控制器设计与实现;多智能体控制技术等。
2.课程难点:
嵌入式操作系统的内核移植与定制、驱动程序编写与开发;多传感器融合算法的实时性研究和分析;PCB的电磁兼容设计的原则、干扰消除;智能机器人模块化结构化设计与实现;双足步行机器人动力学分析与实现方法研究;双足步行机器人行为合成算法分析与实现等。
3.能力培养要求:
通过该门课程的学习,使学生深化智能机器人理论所涉及的主要控制技术,提高运用软件、硬件综合知识的能力,从仿真分析和设计方法的角度来对智能机器人控制系统进行分析,培养学生的设计思维能力和实际动手能力,对所研究的机电系统进行深入分析,培养学生从物理意义及工程应用角度,对数学计算与设计进行深刻理解的能力。
掌握PCB的电磁兼容设计的原则、干扰消除、抗串扰和PCB接地技术。
提升学生对智能机器人控制的实际工程能力,为后继的的电子工程、物联网工程基础等重要的相关课程打下坚实的基础。
三、课程教学内容与学时
课堂教学(32学时)
1.竞赛机器人的控制器、软件开发平台、结构和部件(8学时)
掌握竞赛机器人的控制器基本原理,熟练掌握软件开发平台、结构和部件,理解多传感器信息融合算法。
2.双足步行机器人动力学模型(8学时)了解稳定性定律,熟练掌握新星关节驱动器的设计方法,掌握人机接口的设计方法,理解鲁棒控制的基本原理。
3.双足步行机器人步态生成控制器设计与实现(8学时)
掌握双足步行机器人步态生成控制器的基本原理及其设计与实现。
4.嵌入式系统的硬件设计、检测与调试(8学时)
了解嵌入式系统的硬件设计,理解Linux内核移植和定制,熟练掌握简化模式的驱动设计和实现,掌握Windows CE图像的基本应用方法。
实验教学(9学时)
1.嵌入式系统裁减、移植实验(3学时)2.多关节机器人移动实验(3学时)
3.双足机器人控制实验(3学时)
四、教材与参考书
教材
1. 解仑,王志良等编《双足步行机器人制作
技术》,机械工业出版社,2008年3月,第1版
2.杨扬,王志良,等编《从硬件到软件-嵌入式系统应用实战》,机械工业出版社,2010年5月,第1版
参考书
1. 王志良,等编《竞赛机器人制作技术》,
机械工业出版社,2007年6月,第1版2. 王志良,著《人工心理》,机械工业出版
社,2007年1月,第1版
3. 王志良,等编《人脸工程学》,机械工业
出版社,2008年7月,第1版
五、作业
嵌入式系统的硬件设计:共5道作业题,要求写在作业本上、独立完成,3-4小时可完成;
内核移植与系统定制:共5道作业题,要求写在作业本上、独立完成,4小时可完成;
驱动程序开发与嵌入式图像处理:共3道作业题,要求写在作业本上、独立完成,2小时可完成;
竞赛机器人的控制器:共6道作业题,要求写在作业本上、独立完成,5小时可完成;
软件开发平台、结构和部件:共6道作业题,要求写在作业本上、独立完成,5小时可完成;
双足步行机器人动力学模型:共8道作业题,要求写在作业本上、独立完成,5小时可完成;
双足步行机器人步态生成控制器设计与实现:共8道作业题,要求写在作业本上、独立完成,5小时可完成。
对于习题中的典型问题,均在课堂上解决,不单独设习题课。
六、说明
本课程采用多媒体教学方式,不采用双语教学;本课程的先修课:嵌入式系统与单片机、微机原理与应用、计算机网络等;本课程的后续课:电子工程、物联网工程基础等。
计算机与通信工程学院
课程编号:
课程名称:智能机器人控制
开课院系:计算机与通信工程学院电子系学时:32
学分:2
类别:选修
先修课程:嵌入式系统与单片机、微机原理
与应用、计算机网络
课程简介:
智能机器人控制是现代电子工程技术和物联网的专业应用基础之一,它不仅是电子信息、自动化等专业学生必修的专业技术基础课,而且在科学技术的各个领域都有着广泛的应用。
本门课程内容大体可分为两部分,前半部分主要介绍嵌入式系统的硬件设计、检测与调试,内核移植与系统定制,驱动程序开发与嵌入式图像处理;课程的后半部分内容主要介绍竞赛机器人的控制器、软件开发平台、结构和部件;双足步行机器人动力学模型;双足步行机器人步态生成控制器设计与实现;多智能体控制技术等。
Course Code:
Name of Course: Intelligent Robot Control School: School of Computer and Communication Engineering
Credit Hours: 32
Credits: 2
Required or Elective: Elective Prerequisite: Embedded System and Single
Micro-chip; Micro-computer
Theory; Computer Networks Syllabus:
The Intelligent Robot Control is one of the fundamental courses in modern electronics. It is not only the special required course of electronic engineering, internet of things, but also has expansive application in every academic fields. There are two parts in this course: the first part is the analysis of the embedded system hardware design and commissioning; the second part is the analysis of competitive robot controller and software development platform, including biped robot dynamics model, gait generator and multi-agent control technologies.。