自主移动机器人 课程标准
《机器人应用技术》课程标准
《机器人应用技术》课程标准课程代码：X0705529课程类别：专业核心课程授课系（部）：自动化工程系学分学时：58学时一、课程定位《机器人应用技术》课程是机电一体化专业的一门专业技术课，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容。
其目的是使学生了解机器人（工业机器人）的基本结构，了解和掌握机器人（工业机器人）的基本知识和基本操作技能，使学生对机器人及其控制系统有一个完整的理解，培养学生在机器人技术方面分析与解决问题的能力，培养学生在机器人技术方面具有一定的动手能力，为毕业后从事专业工作打下必要的机器人应用基础。
二、课程目标通过本课程的学习，使学生具有工业机器人编程和调试的知识与技能，具备较高的职业素质，具有调试机器人应用程序和设计典型机器人应用系统的能力，能解决程序调试和系统设计中遇到的问题。
1、知识目标a。
了解机器人的由来与发展、组成与技术参数，掌握机器人分类与应用，对各类机器人有较系统地完整认识。
b。
了解机器人运动学、动力学的基本概念，能进行简单机器人的位姿分析和运动分析。
c。
了解机器人本体基本结构，包括机身及臂部结构、腕部及手部结构、传动及行走机构等。
d。
了解机器人轨迹规划和关节插补的基本概念和特点。
e。
熟悉工业机器人控制系统的构成、编程语言。
f。
了解工业机器人工作站及生产线的基本组成和特点。
g。
掌握常用工业机器人工作站编程应用和调试方法。
h。
掌握工业机器人手动和自动操作，熟悉工业机器人编程。
2、能力目标a。
根据工业机器人运动系统设计方法，具有进行总体设计的能力；b。
能分析工业机器人整体性能、主要部件性能；c。
具有常用工业机器人控制系统应用的能力；d。
能知道工业机器人的新理论、新方法及发展趋向；e。
能进行工业机器人的开关机操作；f。
能使用机器人示教器；g。
能定义和标定工件及工具坐标系；h。
能手动操作机器人；i。
能根据控制要求编写工业机器人程序；3、素质目标a。
自主移动机器人教学课件第4章 导航规划 1 概述及路径规划
熊蓉
浙江大学 控制科学与工程学院
4.1 概述
导航规划
目标
规划
执行
定位
地图
感知
机器人
地图构建
导航规划
在给定环境的全局或局
部知识以及一个或者一
系列目标位置的条件下，
使机器人能够根据知识
和传感器感知信息高效
可靠地到达目标位置
导航方式
固定路径导引：
有人工标识导引
无轨导航：
个单元，以单元为顶点、以单元之间的相邻关系为边构成一张连通图；
其次，在连通图中寻找包含初始姿态和目标姿态的单元，搜索连接初始
单元和目标单元的路径；
最后，根据所得路径的单元序列生成单元内部的路径
主要方法
精确单元分解
近似单元分解
2.1 精确单元分解
单元边界严格基于环境几何形状分解，所得单元完全空闲
位置，规划一条使机器人
到达目标位置的路径
轨迹规划
根据机器
人的运动
学模型和
约束，寻
互
互补
找适当的
补
避障规划
控制命令，
将可行路
根据所得实时传感器测量
径转化为
信息，调整轨迹以避免发
可行轨迹
生碰撞
机
器
人
执
行
4.2 路径规划
4.2.1 基本概念
路径规划
根据所给定的地图和目标位置，规划一条使机器人到达目标
U att (x) U rep ( x)
Fatt (x) Frep (x)
力的方向就是机器人运动方向，大小可以对应加速度控制
3. 人工势场法
《移动机器人构建与编程》课程教学大纲
*学习目标(Learning Outcomes)
1．本课程按照“学中做，做中学”理念，在组装移动小车、搭建探测电路以及编写任务控制程序中，学习并掌握电机控制、简单的传感器使用及检测方法，实现移动机器人的运动规划及自主导航任务。
2．结合移动机器人主题，采取小组合作的方式，按照工程培养模式，进行自主创意的方案设计并汇报展示，从工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统四个层面得到锻炼和提高。
*教学内容、进度安排及要求
(Class Schedule
&Requirements)
教学内容
学时
教学方式
课堂及要求
基本要求
考查方式
机器人概述
1
PPT介绍
介绍机器人的概念、分类、体系结构等。以移动机器人为例，进行具体分析。介绍本课程的进度安排、考核方式等。
学生对机器人的体系结构、功能划分有所认识。
课程总结报告
*教材或参考资料
(Textbooks & Other Materials)
教材：
基础机器人制作与编程.秦志强，陈伟，王文武 编译.电子工业出版社，2007
参考书：
智能传感器应用项目教程——基于教育机器人的设计与实现.秦志强，李昌帅，陈国璋 编著.电子工业出版社，2010
Arduino
其它
（More）
伺服电机测试和Boe-Bot机器人的组装
3
PPT介绍
课堂实验
介绍宝贝车的硬件、软件组成，重点讲解教学板以及BASIC Stamp2微控制器，或Arduino开发板。
介绍移动机器人常用的几种电机以及控制方法。介绍Boe-Bot机器人伺服电机的控制方法、伺服电机调零。
智能机器人课程标准
智能机器人课程标准智能机器人课程标准是指在教育培训机构或学校中，针对智能机器人相关课程的教学内容、教学目标、教学方法、教学评价等方面的规范和要求。
随着科技的不断发展，智能机器人已经逐渐成为了人们生活和工作中不可或缺的一部分。
因此，制定智能机器人课程标准对于培养学生的创新能力、动手能力和解决问题的能力具有重要意义。
首先，智能机器人课程标准应明确课程的教学目标。
教育培训机构或学校应该明确智能机器人课程的培养目标，包括但不限于培养学生的动手能力、编程能力、创新能力和团队合作能力等。
这些培养目标应该与时代发展和行业需求相结合，使学生在学习智能机器人课程的过程中能够全面提升自己的综合素质。
其次，智能机器人课程标准应明确教学内容和教学方法。
教育培训机构或学校应该根据学生的年龄特点和学习能力，设计合理的教学内容和教学方法。
教学内容应该包括智能机器人的基本知识、编程技能、机器人应用等方面的内容，同时要注重理论与实践相结合，引导学生进行实际操作和项目实践。
教学方法应该多样化，包括课堂讲授、实验操作、小组讨论、项目实践等多种形式，以激发学生的学习兴趣和培养学生的创新能力。
另外，智能机器人课程标准应明确教学评价和考核方式。
教育培训机构或学校应该建立科学合理的教学评价和考核体系，对学生的学习情况进行全面、客观的评价。
评价方式可以包括日常学习表现、课堂作业、实验报告、项目成果等多种形式，同时要注重对学生动手能力、创新能力和团队合作能力的考核，使评价更加全面和准确。
总的来说，智能机器人课程标准的制定对于提高学生的综合素质、培养学生的创新能力和解决问题的能力具有重要意义。
教育培训机构或学校应该根据实际情况，制定科学合理的课程标准，为学生提供一个良好的学习环境和学习资源，使他们在学习智能机器人课程的过程中能够全面提升自己的综合素质，为未来的发展打下坚实的基础。
《工业机器人技术及应用》课程标准
XXXX职业技术学院《工业机器人技术及应用》课程标准一、课程代码120801二、适用专业工业机器人技术、机械自动化等专业三、课程性质《工业机器人技术及应用》是我院工业机器人技术专业核心课程。
是一门综合性较强的学科，主要讲授机器人技术及应用的基本知识、基本理论和基本方法。
在工业机器人技术专业培养计划中，它起着至关重要的作用，使学生对已学知识有了更好的掌握，培养学生综合应用的能力。
对实现电气类专业人才培养目标，对工业机器人技术专业学生综合职业能力的培养和职业素养的养成起到主要的支撑作用。
《工业机器人技术及应用》的先修课程为《电工基础》、《电子技术》等。
后续课程为：《PLC技术应用》、《机器人自动线安装与调试》、《毕业设计》。
四、课程学分与时数分配《工业机器人技术及应用》课程共4学分、64学时，安排在第三学期授课，课程学分与时数分配如表1所示。
表1 课程学分与时数分配表五、课程设计思路本课程设计的思路为：1.本课程以岗位能力需求为导向，以典型实际机器人为载体，设计学习任务, 将机器人知识应用到具体生产生活服务工作中。
通过实施任务教学，提高学生的学习兴趣，有效地培养和提高学生在机器人技术方面的专业能力、方法能力和社会能力，并使学生养成良好的职业态度。
2.课程内容以学生就业所需的专业知识和操作技能为着眼点，力求提高学生的实际运用能力，使学生更好地适应社会需求。
3.教学内容按照由浅入深、循序渐进的原则进行设计安排，使学生的职业能力培养目标由低到高的方向转变。
4.以提高学生综合素质为基础，以提高学生综合职业能力为目标，组织实施任务驱动教学等行动导向的教学模式。
5.教学评价多元化，本课程为考试课程，期评成绩以平时成绩、技能考核成绩和笔试成绩按比例评定，具体分配情况为：期评成绩＝平时成绩×20%+技能考核成绩×40%+笔试成绩×40%。
六、课程总体目标（一）知识目标1.了解机器人技术发展的概况；2.了解机器人的基本构造特征及状态描述；3.了解机器人坐标系统，掌握坐标系的相互转化；4.掌握机器人位置运动学、速度运动学和动力学的相关知识；5.具有运用自动化相关理论，综合解决问题的能力。
自主移动机器人培训教材
03
硬件模块测试
04
硬件模块测试
05
硬件检查
06
全自主移动机器人
自主移动机器人软件模块
运动控制模块
视觉模块
策略模块
Windows XP Professional 操作系统 需要摄像头驱动程序 运动控制动态链接库TML_lib.dll，视觉动态库omni_vision.dll,决策动态库decision_making.lib和控制动态库control.lib。 推荐运行在 PC CPU 800MHz以上，256M以上内存环境。
CBaseVision类图像处理的典型步骤
CFrontVision类中图像处理实现过程
两个视觉的信息融合
软件有两个摄像头采集视频，采用的是不同的图像处理方法，因此在视觉融合方面需要做一些工作。即不论所得的有效信息是从全维视觉得到还是从前向视觉得到，在决策模块认为是一致的。 bool updateWorld(CFrontVision &frontVision,bool frontOK,COmniVision &omniVison,bool omniOK,World &w) 更新信息函数。该函数为上面的结构体中变量赋值。 第一个参数frontVision指向前向视觉对象。 第二个参数frontOk，true表示前向视觉参与视觉融合，false表示不参与。 第三个参数omniVision指向全维视觉对象。 第四个参数omniOk，true表示全维视觉参与视觉融合，false表示不参与。 注：在软件中主要是通过经验来融合两个视觉的信息。该部分应该根据具体情况考虑修改。并且没有写单独一个视觉的情况，如果需要可自己添加。 第五个参数w，World对象中包含Vision2Player成员，该成员会被赋值。
智能机器人课程标准
智能机器人课程标准一、课程背景随着科技的飞速发展，智能机器人技术已经成为当今世界的热门领域之一。
智能机器人不仅在工业生产、医疗保健、军事等领域发挥着重要作用，也逐渐走进了我们的日常生活。
为了适应时代的需求，培养学生的创新能力和实践能力，开设智能机器人课程具有重要的意义。
二、课程目标1、知识与技能目标学生能够了解智能机器人的基本组成结构和工作原理。
掌握智能机器人的编程方法和控制技术。
学会使用常见的传感器和执行器，并能进行简单的电路连接和调试。
2、过程与方法目标通过实践操作和项目学习，培养学生的动手能力和问题解决能力。
鼓励学生自主探究和合作学习，提高学生的创新思维和团队协作能力。
3、情感态度与价值观目标激发学生对智能机器人技术的兴趣和热爱，培养学生的科学精神和创新意识。
让学生在学习过程中体验成功的喜悦，增强自信心和学习的积极性。
三、课程内容1、智能机器人概述智能机器人的定义、分类和应用领域。
智能机器人的发展历程和未来趋势。
2、机器人的机械结构常见的机器人机械结构类型，如关节型、直角坐标型等。
机械结构的设计原则和材料选择。
3、机器人的电子系统控制器、传感器、执行器的原理和作用。
电路设计和布线的基本知识。
4、机器人编程基础编程语言的选择，如 Python、C+＋等。
基本的编程概念，如变量、循环、条件语句等。
5、机器人的运动控制电机的控制原理和驱动方式。
运动轨迹规划和速度控制。
6、机器人的感知与决策常见传感器的使用，如红外传感器、超声波传感器、视觉传感器等。
基于传感器数据的决策算法。
7、机器人项目实践学生分组完成简单的机器人项目，如循迹机器人、避障机器人等。
项目的设计、制作、调试和展示。
四、课程实施1、教学方法采用讲授法、演示法、实践法相结合的教学方式。
利用多媒体教学资源，如视频、动画等，帮助学生理解抽象的概念。
2、教学手段配备专门的智能机器人实验室，提供充足的实验设备和器材。
利用在线学习平台，提供课程资料和交流空间。
智能机器人课程标准
智能机器人课程标准一、课程概述智能机器人课程是一门集机械、电子、计算机科学、人工智能等多学科交叉的综合性课程。
该课程旨在培养学生掌握智能机器人的基本理论和实践技能，包括机器人机械结构、传感器应用、信号处理、控制算法等方面的知识，以及编写程序、调试和优化机器人的能力。
二、课程目标通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1、掌握智能机器人的基本概念、原理和应用；2、了解机器人的机械结构、传感器和信号处理的基本知识；3、掌握控制算法和编程技能，能够编写简单的机器人程序；4、学会调试和优化机器人的方法，提高机器人的性能；5、培养创新精神和实践能力，为后续学习和从事相关领域的工作打下基础。
三、课程内容本课程的主要内容包括：1、智能机器人的基本概念和发展历程；2、机器人的机械结构和设计原理；3、传感器的基本原理和应用，包括触觉、视觉、听觉等传感器；4、信号处理和控制算法的基本知识，包括数字信号处理、控制理论等；5、机器人的编程和控制，包括编程语言、控制软件等；6、机器人的调试和优化方法，包括性能测试、故障排除等。
四、教学方法本课程采用理论与实践相结合的教学方法，注重学生的实践能力和创新精神的培养。
具体教学方法包括：1、理论授课：采用多媒体课件、板书、案例分析等多种形式，帮助学生掌握基本理论和知识；2、实践操作：学生动手操作机器人，进行编程、调试和优化，加深对理论知识的理解和掌握；3、项目实践：组织学生分组完成一个完整的机器人项目，提高学生对理论知识的综合运用能力；4、课堂讨论：组织学生进行课堂讨论，交流学习心得和经验，促进互相学习和启发。
五、考核方式本课程的考核方式采用平时作业、期末考试和项目实践相结合的方式，其中平时作业占30%，期末考试占50%，项目实践占20%。
平时作业包括课堂笔记、课后作业和实验报告等；期末考试采用闭卷考试方式，主要测试学生对理论知识的掌握程度；项目实践主要考查学生的实际操作能力和创新精神。
移动机器人课程设计方案
移动机器人课程设计方案一、教学目标本课程旨在通过移动机器人的设计和实践操作，让学生掌握移动机器人基本原理、传感器的使用、控制系统的搭建以及编程调试技巧。
在知识目标方面，学生应理解移动机器人的物理结构、动力学原理、传感器的工作原理以及编程语言的基本用法。
技能目标则要求学生能够独立设计简单的移动机器人控制系统，利用传感器进行环境感知，并通过编程实现基本的导航和避障功能。
情感态度价值观目标则着重培养学生的创新意识、团队合作精神以及解决问题的心态。
二、教学内容教学内容将依照移动机器人的教学大纲进行，首先介绍移动机器人的基础知识，包括其定义、分类和应用场景。
随后深入到移动机器人的硬件结构，如马达、传感器、控制器等，并结合实验操作让学生亲手搭建并测试移动机器人。
接下来是软件部分，教授学生如何使用编程语言对移动机器人进行编程，实现基本的运动控制和传感器数据处理。
最后，通过案例分析让学生了解移动机器人在现实生活中的应用，激发学生的创新思维。
三、教学方法针对移动机器人的特性，将采用讲授法、实验法、案例分析法和小组讨论法相结合的教学方法。
讲授法用于教授理论知识，实验法则让学生亲手操作移动机器人，加深对知识的理解。
案例分析法则通过分析现实生活中的移动机器人应用案例，激发学生的思考。
小组讨论法则鼓励学生在小组内共同探讨问题，培养团队合作精神。
四、教学资源教学资源包括教材、实验室设备、多媒体资料和在线资源。
教材将为学生提供系统的理论知识，实验室设备则让学生能够进行实践操作，多媒体资料和在线资源则提供丰富的教学案例和额外的学习材料，帮助学生更好地理解和掌握移动机器人的相关知识。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试和项目设计。
平时表现将根据学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的情况进行评估。
作业将包括编程练习和实验报告，以检验学生对移动机器人理论知识的掌握和实际操作能力。
考试将涵盖所有课程内容，包括移动机器人的基本原理、传感器使用、控制系统搭建和编程调试技巧。
《机器人应用技术》课程标准
《机器人应用技术》课程标准机器人应用技术课程标准引言本课程标准旨在培养学生在机器人应用技术领域的知识和技能。
通过研究该课程，学生将了解机器人的基本原理和应用领域，并能够运用所学知识进行机器人的设计、开发和应用。
课程目标本课程的主要目标是使学生掌握以下知识和技能：- 理解机器人的基本构成和工作原理；- 掌握机器人的编程方法和技巧；- 能够使用各种传感器和执行器进行机器人的控制；- 能够进行机器人的设计、制造和调试；- 能够将机器人应用于不同领域，如制造业、医疗保健、农业等。
课程内容本课程将涵盖以下方面的内容：1. 机器人基础知识- 机器人的定义和分类- 机器人的基本构成和工作原理- 机器人的应用领域和发展趋势2. 机器人编程- 基本编程概念和语言- 机器人编程的方法和技巧- 常用机器人编程软件的使用3. 机器人控制- 传感器和执行器的原理和应用- 机器人的电子控制系统- 控制算法和控制策略4. 机器人设计与制造- 机械设计基础- 机器人结构和驱动系统设计- 制造和装配技术5. 机器人应用- 制造业中的机器人应用- 医疗保健领域中的机器人应用- 农业领域中的机器人应用研究评价为了评价学生对本课程的研究情况，将采用以下方式进行评估：- 平时成绩：包括课堂表现、课后作业和小组讨论等。
- 期中考试：对学生对课程主要知识点的理解和掌握程度进行考核。
- 期末项目：学生需完成一个机器人设计和开发项目，并进行展示和演示。
参考资料- 王志刚等. 机器人学. 清华大学出版社, 2018.- 金津编著. 机器人技术与应用. 电子工业出版社, 2019.- 张军编著. 机器人应用技术探究. 科学出版社, 2020.以上是《机器人应用技术》课程的标准内容，旨在帮助学生掌握机器人领域的知识和技能，提升其应用技术能力。
该课程将为学生未来在相关领域的就业和创新提供基础。
欢迎广大学生选择本课程，并期待你们在机器人应用技术的研究中取得优异的成绩！。
《机器人系统操作员(中级)》一体化课程标准
《机器人系统操作员(中级)》一体化课程标准《机器人系统操作员(中级)》一体化课程标准一、引言在当今科技发达的时代，机器人技术正日益成为各行各业的重要技术之一。
机器人系统操作员(中级)一体化课程标准作为培养和提升我国机器人系统操作员技能的重要指导，其编写和实施对于推动我国机器人技术发展具有重要意义。
二、课程标准概述1. 课程标准背景《机器人系统操作员(中级)》一体化课程标准的编写，是为了适应我国机器人技术快速发展的需求，加强对机器人系统操作员的培养和管理。
该课程标准将充分考虑行业需求、技术发展趋势和国家政策，为培养高素质的机器人系统操作员提供有力保障。
2. 课程标准内容（1）课程目标：通过学习本课程，学生将掌握机器人系统操作与维护的基本能力，熟悉机器人系统的结构与原理，具备在各类机器人设备上进行操作和故障排除的能力。
（2）课程设置：本课程共分为若干模块，包括机器人系统概述、机器人系统操作与维护、机器人系统故障排除与维修等，全面覆盖了机器人系统操作员所需掌握的知识和技能。
（3）教学要求：本课程要求学生在学习过程中，注重理论与实践相结合，重视动手能力的培养，注重实际操作技能的提升。
3. 课程标准意义《机器人系统操作员(中级)》一体化课程标准的实施，将有助于提高机器人系统操作员的整体素质和技术水平，培养更多高素质、高技能的机器人操作人才，为我国机器人技术的进步和发展做出贡献。
三、文章结构1. 主题展开：深入解读《机器人系统操作员(中级)》一体化课程标准的背景和意义2. 课程目标解析：详细分析学生通过该课程应该具备的能力和技能3. 课程设置探讨：对课程的模块设置进行分析和讨论4. 教学要求分析：就教学方法、方式和要求进行详细解读5. 深入讨论：个人对于《机器人系统操作员(中级)》一体化课程标准的理解和观点6. 总结回顾：对课程标准的意义和实施带来的影响进行总结和回顾四、个人观点和理解《机器人系统操作员(中级)》一体化课程标准的实施，对于培养高素质的机器人操作人才非常重要。
智能机器人课程标准
智能机器人课程标准一、课程的基本理念（一）关注全体学生的发展，着力提高学生的多元素养普陀区智能机器人课程属于技术教育范畴，是以培养学生创新精神、实践能力为宗旨，以提高学生的信息素养（利用信息技术的意识和能力）、技术素养（理解技术、选择技术、使用技术、管理决策技术的能力）为目标的教育，是学生信息科技课程的延伸。
智能机器人课程必须尽可能的面向全体学生，必须为学生拓展信息技术、技术教育学习经历、行使受教育权利提供机会和条件。
要充分考虑到学生在兴趣、生活经历、地域特征、文化背景等方面的差异，在课程、教材、教学及其评价等方面鼓励多样性和选择性，以满足不同学生的不同需要，促使学生的个性发展。
智能机器人课程应当避免机械的、单一的技能训练，强调学习中学生技能的形成、思想方法的掌握和文化的领悟三者之间的统一，注重在拓展学生实践能力的同时，促进学生创新精神的发展。
（二）注重学生创造潜能的开发，加强学生实践能力的培养学生的创新思维能力和创新实践能力体现在积极的求异性、敏锐的观察力、创造性的想象力、独特的知识结构以及活跃的灵感与直觉以及实验动手操作能力、组织管理能力和创新成果开发与转化的能力，捕捉和处理信息的能力等。
涉及好奇心、自信心、责任心、进取心、竞争意识、冒险精神、敢于否定与怀疑的意识、承受力、决断力和群体意识与团队合作精神等。
在智能机器人的活动过程中必须注重学生创造潜能的开发，加强学生实践能力的培养.小学阶段是个性发展的重要时期,感情逐渐丰富,有意想象增强、创造成分增多，从以具体形象思维为主要形式逐步过渡到以抽象逻辑思维为主要形式，思维缺乏批判性常以教师的言语作为衡量事物对错的标准。
在学习活动中，要充分发掘机器人内在的“魅力”，培养学生的学习兴趣，活跃创造的欲望；应通过智能机器人设计、机器人技术试验等活动，让学生体验合作学习、团队协作的方法、精神；经历探究和创新的启蒙和过程，使学生的创造潜能得到良好的引导和有效的开发，使学生的实践能力得到发展。
《机器人操作与编程》课程标准
《机器人操作与编程》课程标准一、适用对象中等职业学校机器人应用与维护专业（三年制）学生。
二、适用专业机器人应用与维护专业。
编写说明：对于“专业核心课、专业（技能）方向课、实训实习课”课程只能填写一个专业，不含方向；“公共基础课”、“选修课”课程，可填大类，如全校所有专业、工科类专业或文科类专业等三、课程性质本课程是机器人应用与维护专业的专业（技能）方向课程。
本课程是依据机器人应用与维护专业人才培养目标和相关职业岗位（群）的能力要求而设置的，对本专业所面向的面向机器人操作员、机器人维护岗位所需要的知识、技能、和素质目标的达成起支撑作用。
在课程设置上，前导课程有《工业机器人基础》（课程编码），后续课程有《工业机器人系统维护与保养》、《机器人系统集成运维》（课程编码）。
四、课程目标总体目标本课程的理论部分以RobotStUdiO软件基础知识为主，教授作为机器人操作员在岗位上所需的基础建模知识、机器人路径规划知识，培养学生在机器人软件环境中建立组装、加工仿真工程的知识体系。
软件的实践应用主要以项目教学法开展，设定项目任务环节，使学生在完成任务过程中锻炼示教器操作能力、空间思维和综合应用能力，培养故障排除能力以及生产部署能力，使学生具有规范的职业素养，能够独立完成工业机器人整机的编程及调试。
1.知识目标（1）了解装配准备前的准备事宜；（2）熟悉安装过程的步骤，例如开展图纸识读、工艺解读、电路和气路安装等；（3）掌握检验与调试的工作方法；（4）掌握装配收尾时工具整理及现场管理步骤；（5）掌握解读应用场景与技术要求的各个参数；（6）掌握机械系统装调、系统操作与编程调试的各个步骤；（7）掌握故障诊断及异常处理、工业机器人系统状态检查等步骤及解决方法；（1）识图的能力：能正确识图并解读工单任务要求，理解应用各类场景与技术要求,能进行对应的各项技术资料准备工作；（2）动手能力：能用正确使用各种工具完成机械装配、安装、检验、调试工作；（3）排障能力：能识别故障特征，掌握排除故障的一般思路及方法；（4）信息处理能力：能采用信息化手段和相关办公软件完成工业机器人操作与编程中信息的收集、整理和分析。
自主移动机器人教学课件第2章 预备知识
考虑到分布函数单调非减，可以导出 ≤ ≤ = −
，解释为测距结果在5cm-10cm之间的概率
连续随机变量概率
基于分布函数，可以导出概率密度函数
() =
( )
满足如下的性质：
刚体运动
引入反对称矩阵表示叉乘
0
× ≜
−
−
0
−
0
刚体上点的运动可以进一步写为
= ,× +
刚体运动
进一步微分，可以得到加速度的关系
,×
=
+ ,× ,× +
机器人运动小结
机器人的运动可以利用刚体上点的运动进行描述
机器人的状态通常被建模成位姿和速度，由于旋转的存在，
机器人的运动和观测都是非线性模型
通过引入旋转的线性化，可以将非线性模型线性化
同时引入旋转的概率密度函数，使旋转的随机性可以用概率
理论描述
至此，我们有了完整的机器人状态系统建模，有了对状态的
൞
= ()
测量
当移动机器人是一辆汽车时，就是油门和方向盘，而就是
位姿和速度，就是之前导出的刚体上一点的运动方程。
是观测方程，因为机器人的状态需要被观测获得，传感器
测量结果为
旋转的线性化
由于旋转的存在，机器人的系统方程通常是非线性的。为了
分析简单，常见的思路是将方程线性化。
运动过程中所有的传感器信息和控制信息考虑到一起，以马
尔卡夫过程的形式建模
机器人校本课程纲要
《机器人》校本课程纲要xx中学《机器人》校本课程纲要一、课程简介：1.开发背景：学校为学生开设了机器人这门课，就是培养学生解决问题和动手的能力。
未来社会更需要有实践经验，有新的想法，创造力和新的思考方式。
在解决问题的过程中，创新思维是培养解决问题能力的核心，它帮助学生发现多个可能的解决方案，寻找替代方案，挑战假设，并提出新的想法，帮助学生解决问题，使学生们会自觉地学习、获取新知识，从而培养学生了合作能力，提高沟通能力，充分表达思想能力。
核心理念是“做中学，玩中学”。
它传达的观念是让孩子充分体会学习的乐趣，让孩子成为整个学习的过程中是主导角色。
我校机器人教学主要采用乐高机器人EV3的可程序化积木为主，乐高机器人套件最吸引人之处，就像传统的乐高积木一样，玩家可以自由发挥创意，拼凑各种模型，而且可以让它真的动起来。
2．开发教师—— xxx3．课程名称——可编程机器人4．授课对象——高一年级学生5．课程类别——可编程机器人拼装技能与编程能力提升6．课时安排——每周一节二、课程目标1．知识与技能：（1）熟练掌握各个部件之间的组合方法（2）根据自己的想象，拼装出有创意的机器人或积木（3）对可编程机器人进行简单的编程操作2．过程与方法：（1）学会设计、拼装机器人、对机器人进行编程（2）通过小组合作制作增强学生之间的团队合作意识和创意分享意识3．情感态度与价值观：可编程机器人除了能给学生带来这些相互促进的能力之外，还可以带来无穷的乐趣。
为兴趣而生、在能力中提升兴趣，这些能力都不是刻意去要求的，都是潜移默化的，无形中就学会这样的能力，同时能认识各种机械的运动方式、学习作品中的数学和物理原理、了解机械装置在生活中的应用，在后期通过机械结构，传感应用，程序应用进行研究探索性学习，进入机器人编程阶段，可以培养学生的逻辑思维能力、团队合作能力。
三、课程内容1.机器人发展历史及简单结构拼装2.讲解教师本人利用废旧的材料搭建一个机器人模型3.熟悉各个零件的名称和作用4.认识乐高机器人积木及基本零件识别5.组装简易机器人5. 传动装置的功能和作用6. 建筑的建构7. 搭建一个简单的小车8. 乐高机器人编程环境介绍9. 了解各个传感器10. 超声波传感器的应用11. 触动传感器的应用12. 为小车进行编程13.小组合作进行创意触碰小车搭建14.为搭建的触碰小车进行编程15.利用超声波搭建一个壁障小车16.为壁障小车进行编程四、具体实施1.教学环境：机器人教室。
《智能机器人装配与编程》课程标准
《智能机器人装配与编程》课程标准一、课程基本信息二、课程概述（一）课程定位《智能机器人装配与编程》通过课程的教学做一体化教学，及项目式的综合实训，培养学生较高的智能机器人装配与编程能力、及学生的创新意识、分析和解决程序设计与调试实际问题的能力及工程实践能力。
课程定位符合是高职院校工业机器人专业人才培养目标的基本目标。
学生通过该课程的学习掌握机器人的装配及程序的设计方法，感受人工智能系统的优越性，能独立完成几款基础智能机器人的装配与编程等。
同时培养学生的动手实践能力、社会能力及职业素质，对学生职业岗位能力的培养和职业素质的养成起主要的支撑作用。
（二）先修后续课程先修课程：《传感器原理与应用》、《C语言程序设计》、《单片机原理与应用》。
后续课程：顶岗实习、毕业设计。
（三)本课程与中职、本科、培训班同类课程的区别。
三、课程目标（一）总体目标：本课程的总目标是使学生具备本专业的高素质的劳动者和高级技术应用性人才所必须的智能机器人的基本操作技能；为学生全面掌握智能机器人的技术和技能，提高综合素质，增强适应职业变化的能力和继续学习的能力打下一定基础；通过项目的解决，培养学生的团结协作、吃苦耐劳的品德和良好的职业道德。
（二）素质目标：1、具有良好的职业道德和敬业精神。
2、具有团队意识及妥善处理人际关系的能力。
3、具有一定的计划组织能力和团队协作能力。
（三）知识目标：1、了解智能机器人的相关概念、分类、应用领域等；2、掌握机器人的机械结构；3、掌握机器人的控制技术；4、掌握人形机器人的上位机编程软件的使用；5、掌握自动寻迹移动机器人的装配方法；6、掌握轮式机器人的遥控方法；7、熟悉相关国家标准和行业规范，按安全、规范操作，树立起安全意识。
（四）能力目标：1、能熟练使用智能机器人的编程软件；2、能按照说明书装配智能机器人；3、能熟练的运用编程软件编写程序控制机器人的移动；4、能熟练调试机器人移动轨迹；5、能用遥控设备控制机器人动作；6、规范设计编写文档的能力。
《编程机器人》教学课程大纲
《编程机器人》教学课程大纲专业：智能化、自动化工程技术课程英文名称：Robot Programming一、课程的任务和目的任务和目的：本课程是为机械电子工程专业开设的专业方向课之一。
通过教学要求学生了解如何用基于行为的编程技术来设计实现自主移动机器人，并掌握基于行为的系统设计思想和相关编程技巧。
主要内容包括自主移动机器人的相关概念介绍；控制系统概述；行为的主要特征及其设计实现方法；仲裁机制选择及设计实现；常用传感器的工作原理及基于这些传感器的各种行为编程设计；任务分解及整体系统设计。
二、课程教学内容与要求（一）自主移动机器人1．机器人定义2．机器人的感知、执行和智能重点：自主机器人的含义。
基本要求：了解自主机器人的定义以及和机器人编程相关的一些基本概念。
（二）机器人的控制系统1．开环和闭环控制2．控制系统的稳定性3．饱和、回差和死区4．BANGBANG控制及滞回重点：机器人的基本控制方式。
基本要求：了解机器人控制系统的类型及相关特性。
（三）机器人行为1．触发和控制系统2．伺服行为和弹道式行为3．有限状态分析4．FSM的实现及重载行为重点：机器人行为的组成和分析方法。
基本要求：了解机器人基本行为组成，分类、分析和降低复杂度方法。
（四）机器人的行为仲裁1．固定优先级仲裁2．优雅降级3．传感器认证4．包容式结构等其它仲裁策略重点：机器人行为仲裁的基本方法。
基本要求：了解机器人固定优先级仲裁方法、优雅降级的实现和传感器认证的基本知识。
（五）机器人行为编程设计1．机器人归航行为2．机器人避障行为3．消除峡谷效应4．机器人沿墙行为5．限界行为和陡沿行为6．抖动问题、逃离行为和区域覆盖7．广义差分响应8．矢量避障行为和归航行为9．调试重点：机器人行为编程的基本方法。
基本要求：了解机器人各类行为的软硬件配合实现及其影响因素。
（六）机器人任务分解1．苏打罐清理机器人及问题陈述2．简单任务分析3．机械平台及问题4．传感器选择及安装5．行为构建及其基本原则重点：按照机器人的方式去进行任务分解并寻求实现方法和思路。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自主移动机器人课程标准
一、引言
自主移动机器人是一种能够自主感知环境并作出相应决策的机器人系统。
随着人工智能和机器人技术的不断发展，自主移动机器人的应用领域越来越广泛。
为了培养具备相关技能的专业人才，制定自主移动机器人课程标准显得尤为重要。
本文将围绕自主移动机器人课程的目标、内容、教学方法和评估方式等方面进行详细阐述。
二、课程目标
1. 培养学生对自主移动机器人的理论基础有扎实的掌握能力。
2. 培养学生对自主移动机器人的设计、开发和优化具备一定的实践能力。
3. 培养学生独立思考、解决问题和创新的能力。
4. 培养学生合作与沟通的能力，使其能够在团队中协调工作。
三、课程内容
1. 自主移动机器人概述
a. 自主移动机器人的定义与分类
b. 自主感知与环境建模技术
c. 自主决策与路径规划技术
2. 传感器与感知
a. 视觉传感器原理与应用
b. 激光雷达原理与应用
c. 超声波传感器原理与应用
3. 运动控制与路径规划
a. 机器人运动学建模与控制
b. 机器人动力学建模与控制
c. 自主导航与路径规划算法
4. 人工智能与决策
a. 机器学习基础
b. 强化学习在自主移动机器人中的应用
c. 深度学习在自主移动机器人中的应用
5. 机器人操作系统与软件开发
a. ROS（机器人操作系统）基础与应用
b. C++/Python编程语言及其在机器人开发中的应用
c. 机器人仿真与实时控制
四、教学方法
1. 理论授课：通过讲解理论知识，学生了解自主移动机器人的基本原理和相关技术。
2. 实验实践：学生参与自主移动机器人的设计、搭建和调试，并进行实际运行和测试。
3. 课堂讨论：鼓励学生在课堂上提出问题、分享经验并展开讨论，促进学生互相学习和交流。
4. 项目实践：通过小组合作完成自主移动机器人相关项目，培养学生团队合作和解决实际问题的能力。
五、评估方式
1. 课堂表现：考察学生对理论知识的掌握情况、活跃参与度和讨论能力。
2. 实验报告：评估学生在实验中的设计、实施和分析能力。
3. 项目评估：评估学生在项目中的合作能力、创新性和解决问题的能力。
4. 考试测试：通过书面考试测试学生对理论知识的掌握程度。
六、结语
综上所述，自主移动机器人课程标准旨在培养学生对自主移动机器人的理论和实践能力。
通过系统的课程设置和多样化的教学方法，学生将具备深入理解和应用自主移动机器人技术的能力，为未来的机器人研究与应用做出贡献。