智能机器人与传感器 教学大纲.docx

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1、学期授课计划编订说明教学大纲名称、批 准单位及时间大纲名称：智能机器人与传感器课程整体教学设计批准单位：批准时间：年 月修订时间：年 月本学期主要讲授 的内容(授课内容 起止章节)第1章机器人简介第2章智能机器人的软件第3章 智能机器人的传感模块第4章智能机器人的触觉第5章 智能机器人的嗅觉第6章智能机器人的听觉第7章 单目视觉第8章立体视觉第9章 多传感器信息融合采用教材名称、作 者及版本张春晓等，智能机器人与传感器教学参考资料1 .许广桂，骆德汉，陈益民,刘红秀.仿生嗅觉传感技术的研究现状与进展J,制 造业自动化,2007, 29(12):7-10.2 .张光义和赵玉洁.相控阵雷达技术M,

2、电子工业出版社,2006.3 .郭彤颖，张辉，机器人传感器及其信息融合技术M,化学工业出版社,20174 .鲁什贾加，树莓派 传感器创立智能交互工程的实用方法、工具及*实践 M,机械工业出版社,2020教 学 时 数本 学 期 授 课 时 数班次本学期教学周数本学期周学时数本学期计划教学时数预计假日缺课时数本学期实际教学时数，&时数其 中讲授实操小 结 课测验习 题 课机动时数教师姓名：课程名称：授课班级：史周次授课 日期授课章节及 内容提要课型需用 时数教学平 台课外作业备 注12.22了解本章实现的智能机器人 及硬件结构。理解本书定义的智能机器人 各个硬件模块的逻辑连接关 系。理解智能机器

3、人各个硬件模 块的选型及作用。理解舵机工作原理及理解发 送脉宽调制控制舵机的转动 角度。讲解2PC机课后调研：上淘宝 或者乐幻索尔机器 人公司主页，调研 一下除了人形机器 人，还有什么类似 的机器人。12.22理解使用四元组实现旋转的 数学原理。理解通过连接多块铝合金型 材及多个舵机形成机器人腿， 以及其肢节链的数学表达形 式。理解肢节链更新的两个步骤： 从初始姿态计算得到新的姿 态。理解机器人的火柴人数学模 型及模型是如何通过多条肢 节链构成的。理解机器人的初始姿态及其 重要性。讲解2PC机查找资料，解释3D 旋转：Euler、 axis-angle、quotemion的意思23.1理解机器

4、人新姿态的形成是 由更新组成机器人的多条肢 节链得到的。理解机器人动作的形成。理解机器人通过文件存储，可 以记录一组机器人姿态讲解2PC机了解树莓派如何安 装Linux系统为什么树莓派更换 操作系统非常方 便？23.1理解开发环境中Linux及 ROS操作系统的关系及作 用。理解Linux操作系统的结构。讲解2PC机了解机器人操作系 统ROS的应用行 业。33.8实脸：在树莓派里安装Linux 操作系统及ROS系统边讲 边练2PC机、 树莓 派、路 由器实践：1 .在Linux间传递文 件可以使用scp命 令。请使用该指令， 将树莓派A的文件 readme.txt传至4%对莓 派B的用户目录2

5、 .如果从Windows 下传递文件到树莓 派，该如何操作？33.8理解开发环境中Linux及 ROS操作系统的关系及作 用。理解Linux操作系统的结构。 理解ROS的Node设计的去讲解2PC机、 树莓 派、路 由器练习在Linux下面 的常用命令，已经 使用命令行，让 ROS系统发送消息耦合性。理解智能机器人通过ROS实 现主、从设计的目的。了解Python代码执行过程， 及Python编程语言的6大特 点及订阅消息等43.15理解传感器的定义及作用。 理解组成传感器结构的四个 部件。理解智能机器人上的内部传 感器及外部传感器作用。理解内部及外部传感器定义。 理解透射式旋转光电编码器 工

6、作原理。讲解2PC机、 树莓 派、路 由器预习在Linux环境 里使用USB串口调 试线使用Linux里的 minicom进行串口 设置43.15理解陀螺仪工作原理、基本组 成及性质。理解科里奥利力产生的原理。 理解基于微型机电系统制造 的陀螺仪读出质量块的位移 的方法实验：在ROS环境下使用 MPU6050陀螺仪模块（选择）讲解2PC机、 树莓 派、路 由器使用ROS可视化工 具rivz,对陀螺仪传 过来的数据进行可 视化观察53.22理解电容触摸传感器的传感 原理。理解三角测距法测距原理、飞 行时间法中的脉冲测距的原 理。讲解2PC机53.22理解超声波传感器测距协议 原理的时序图。理解型

7、号FSR402电阻式压力 传感器的传感原理。理解FSR402压力传感器与模 拟数字转换器的连接。讲解2PC机温习使用vi或者 nano在linux下进行 python编程63.29实验：通过Python编程，获 得开关量的状态边讲 边练2PC机、 树莓 派、路 由器阅读课本有关温湿 度传感器原理部 分。63.29理解DHTU型温湿度传感器 的传感原理。理解负温度系数的热敏半导 体工作原理。理解单总线树莓派与DHT11 通信时序协议边讲 边练2PC机阅读课本相关部 分，并思考如何检 验距离传感器的测 量结果74.5实验：超声波传感器测距课堂 实验边讲 边练2PC机、 树莓 派、路 由器阅读课本相

8、关ADC 工作原理的描述。清 明74.5实验：压觉传感器（包括 ADC）实验边讲 边练2PC机、 树莓 派、路 由器课程调研：查找并 连接更多能接入 ADC的传感器，并 将其写出文档清 明 .在84.12实验：DHT11温湿度传感器 获取温、湿度数值边讲 边练2PC机、 8派、 路由器84.12理解人鼻如何对气味产生嗅 觉的原理。讲解2PC机阅读课本相关气体 传感器原理局部。理解仿生电子鼻的工作原理。 理解气敏传感器的定义、传感 原理及应用。理解半导体型气敏传感器的 传感原理。理解电阻式与非电阻式气敏 传感器传感原理。理解MQ-2模块的工作原理94.19实险MQ-2模块的获取火机 里丁烷气体析

9、出与否边讲 边练2PC机、 树莓 派、路 由器结合课本相应部 分，在笔记本 VMware里进行录 音并播放。94.19了解三种主流麦克风传感原 理理解声卡的模数转换器及数 模转换器工作原理。理解奈奎斯特采样定理。 实脸：USB声卡在Linux下配置及 声音的录制、播放及语音合 成。边讲 边练2PC机Adc工作原理的Simulink 仿真DAC的工作原理的Protues 仿真104.26理解语音识别解决的问题，遇 到的困难。理解ROS消息发送接收的同 步及异步问题。实验：使用PyAudio编程录 制声音。边讲 边练2PC机使用TTS模块，将 文本信息转变成为 语音播放。104.26理解自然语言处

10、理解决的问 题。理解如何通过音频预处理获 得疑是有用的语音信号 实验：注册百度语音处理账 号，并使用百度语音处理引擎 进行语音识别，简单的语义识 别。边讲 边练2PC机阅读课本相关部 分，了解数字图像。115.3了解CCD和CMOS传感器及 3CCD的工作原理。理解如何从原始图像得到 RGB彩色图像。理解基于色彩空间的图像分 割原理。讲解2PC机实验：在树莓派里接入 并配置USB摄像头115.3理解MJPEG摄像头是如何提 高视频帧速的。实脸：通过ROS消息发送， I等图片作为消息发送出去讲解2PC机理解人脸检测与人 脸识别的区别。125.10理解人脸检测的各步骤基本 原理。讲解2PC机预习人脸检测的原 理。125.10实验：人脸检测边讲 边练2PC机、 树莓 派、路 由器理解人脸识别基本原理135.17理解人脸识别基本原理讲解2PC机预习人脸识别实验 的实验过程。135.17实验：人脸识别边讲 边练2PC机、 树莓 派、路 由器理解双目视觉及其 应用。145.24简介双目视觉讲解2PC机理解数据融合的作 用。145.24简介数据融合技术讲解2PC机155.31复习期末测试讲解2PC机