智能机器人导论”教学大纲
一、课程基本信息
二、任课教师
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三、教材及主要参考资料
教材:《智能机器人导论》. 朱明著:清华大学出版社,2023
机器人资料参考资料:《机器人驱动与控制及应用实例》. 黄志坚著;化学工业出版社 2016 《机器人学:建模、规划与控制》. [意]Tariq Rashid布鲁诺.西西里安
诺著;张国良译西安交通大学出版社 2015
(其他任课老师需要加强的技术要点对应的参考书籍)
四、课程简介
机器人技术是一门多学科交叉的科学,包括了传统机器人的机械设计与制造、电力电子、传感器、无线通信、机电一体化、精密仪器、信号处理、知识工程、专家系统、决策系统、自动控制和数据处理等技术,也包括了机器人实现智能化所需的图像处理、图像识别和人工智能设备和技术等。
通过本课程的学习,让学生能够理解机器人在我们生活当中的重要作用,理解这一领域的广大应用前景,掌握机器人的基本原理以及机器人运动的基本规则,同时了解机器人驱动、控制工作原理,以及与机器人智能性相关的图像处理等技术。
五、课程目标
1 课程培养能力体系
3 教学任务
本课程将理论讲授与课上操作、课后大作业相结合,使学生更深入地理解和掌握智能机器人的相关基础知识,为后续机器人相关课程奠定基础,主要包括了机器人的接本结构、常见的感知技术和手段,常见的驱动与控制的核心思想与算法,常见的图像处理技术和导航技术等,使学生能够广泛地了解机器人控制的核心原理,并通过带领学生实践帮助学生掌握机器人主要核心技术点,同时让学生掌握不同知识点的典型应用场景。
六、各章节(知识单元)教学内容及基本要求
本课程分成3大部分:智能机器人技术概述、智能机器人的底层感知与控制基础、智能机器人的视觉与导航技术。
第一部分:智能机器人技术概述
总体概述智能机器人的历史、组成、分类和结构特性。
1.国内外的机器人的发展历史;
2.机器人的基本组成、分类和主要应用领域;
3.水下机器人的分类、发展和应用;
4.机器人的基本外观结构和机械结构;
5.机器人内部的电池与电源系统;
6.水下机器人的特殊结构组成特性。
第二部分:智能机器人的底层感知与控制
1.常见机器人的感知系统的组成,列举了常用的传感器类型和功能;
2.水下领域常用的传感器;
3.机器人常用的微处理器和微处理器系统板;
4.微处理器常用的控制接口,包括传感器的接口;
5.机器人和水下机器人的常用数据通信技术。
第三部分:智能机器人的视觉与导航技术
1.机器人的图像感知识别技术,包括基础的图像变换理论;
2.机器视觉系统的发展、组成和应用现状;
3.机器视觉常用的图像处理技术;
4.数字地图及基于数字地图的路径规划方法;
5.ROS及SLAM仿真和VSLAM仿真方法;
6.无人驾驶技术中的路径规划与导航技术。
七、实践项目实施计划表
(本部分内容,可以根据教学的倾向性和前序后序课程情况设定内容,本事例着重于感知和控制部分的实践,实践平台包括树莓派+传感器,教学用水下机器人)
八、各单元知识点、技能点分布及学时分配表
(本部分内容,可以根据教学的倾向性和前序后序课程情况设定内容,)