具體參考：

tianbot_mini機器人上手ROS/SLAM/Navigation究竟有多簡單？？？

2017-2018-2019-2020使用此版本（以ROS1為主）。

2021-2022-依據具體情況，做了較多調整。

課程編號

學分

2

開課學期

6

學時

2周

課程類型

集中實踐課程

課程性質

限選

考核形式

考查

先修課程

適用專業

機器人工程

開課學院

電氣與機器人化工程學院

建議教材

《ROS機器人項目開發11例》，機械工業出版社，2018年

主要參考書

（1）Aaron Martinez, Enrique FernANdez,等. ROS機器人程序設計（第二版）[M]. 機械工業出版社, 2017.

制定人

審定人

批準人

修訂時期

版本

一、課程說明

機器人技術創新與實踐課程綜合應用機器人相關基礎、自動控制理論、傳感器技術等課程知識。通過本集中實踐課程的訓練學習，學生完成一個智能機器人項目的設計、實施，將機器人系統設計與控制技術、人機智能交互技術、機器人感知及信息融合技術融會貫通，能夠使學生掌握智能機器人系統的基礎理論、技術與方法，鞏固和加深對理論知識的理解、增強了學生的應用能力，培養學生解決實際問題的能力，為今后從事工程技術工作、科學研究以及開拓新技術領域，打下堅實的基礎。

二、課程目標

1. 能夠使用先進軟件完成對機器人系統設計和開發（對應畢業要求3.5：能夠在設計以工業機器人為主導的先進生產線系統過程中體現創新意識，對已有方法做出評判、改進或創新。）

2. 掌握項目國內外現狀，清晰知曉各主流方法的優劣（對應畢業要求10.3：了解國際本行業發展動態，關注本專業國際熱點問題。）

3. 對行業軟件更新具有較強適應力，對通用方法能夠清楚了解其開發流程（對應畢業要求12.2：具備終身學習的知識基礎，掌握自主學習的方法，了解拓展知識和能力的途徑。） ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ???

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三、教學內容及基本要求

（1）鞏固和加深對課堂所學理論知識的理解，并做到理論聯系實際。

（2）培養學生根據實際需要，設計程序和現場調試程序的能力。

（3）進一步熟悉控制系統分析、設計和應用技術。

（4）培養學生實事求是的工作態度，以及利用所學知識分析解決實際應用問題的能力。

（5）培養學生獨立科研和團隊科研的精神和意識。

1．課程教學內容

本課題針對典型機器人項目控制系統作初步設計和基本研究，提升學生設計開發機器人軟件能力。

有11個機器人工程子項目組成。每個項目內容如下：

• 01：使用ROS、OpenCV和Dynamixel Servos進行人臉檢測和跟蹤；
• 02：在ROS中構建一個像Siri的聊天機器人；
• 03：使用ROS控制嵌入式開發板；
• 04：使用手勢遠程操作機器人；
• 05：物體檢測和識別；
• 06：使用ROS和TensorFlow的深入學習；
• 07：MATLAB和Android上的ROS；
• 08：構建自主移動機器人；
• 09：使用ROS創建自動駕駛汽車；
• 10：使用VR頭戴設備和Leap Motion遠程操作機器人；
• 11：通過網絡控制機器人；

ROS機器人項目實踐是通過實用的項目學習智能機器人技術的實用課程。本課程需要具備ROS的知識。但是，如果沒有ROS的經驗，需提前學習。第一課的目標是零基礎的初學者。 ROS廣泛應用于機器人公司、大學和機器人研究實驗室，用于設計和編程機器人。本課的基本目標是通過項目交互講解ROS。我們在這里討論的項目也可以在學術或工業項目中重復使用。本課探討了具有ROS接口的各種新技術。例如，你將看到如何構建自動駕駛汽車的原型，如何使用ROS開發深度學習的應用程序，以及如何在ROS中編寫虛擬現實（VR）應用程序。這些只是幾個著重提及的主題；此外，你將會發現使用ROS及其庫的大約15個項目和應用程序。

在滿足預備條件之后使用各類項目。大多數項目可以在沒有很多依賴的情況下完成。使用主流和可行的硬件組件來完成大多數項目。因此這使得我們創建幾乎所有這些項目時不會遇到太多的困難。

2．課程重點、難點

智能機器人控制系統開發與調試實踐，智能視覺系統開發與調試實踐，傳感檢測和數據傳輸系統開發與調試實踐，相關控制系統開發與調試實踐，上位機監控系統開發與調試實踐等。

3．課程教學要求

（1）初步了解生產線控制系統的設計步驟，掌握系統設計方法，加深對專業理論知識的理解，能夠綜合運用所學的專業知識進行設備選型和集成。

（2）通過制定智能機器人控制系統設計方案，在設備選型和集成中較全面地考慮開發、運行和維護等要求，達到了解和掌握智能機器人系統綜合設計過程和方法的目的。

（3）進行設計基本技能的訓練。如：計算、繪圖、熟悉和運用設計資料（手冊、圖冊、標準和規范等）以及使用經驗數據、進行經驗估算和數據處理及計算機應用的能力。

（4）了解先進智能機器人技術的發展前沿，學習和掌握基于機器人和視覺的控制系統組成和工作原理；進一步掌握工業生產線控制系統的設計方法與調試技巧。

（5）培養學生查閱資料的能力和運用知識的能力；提高學生的報告撰寫和表述能力；培養學生正確的設計思想、嚴謹的科學作風；培養學生的創新能力、運用知識和團隊協作的能力。

四、課程學時分配

機器人技術創新與實踐根據教學計劃規定的學時數，時間2周，具體學時分配如下表，供參考。

教學內容概要	學時			教學方式	對應課程學習成果
	講課	實驗	實踐
11. 實訓準備工作 （1）實驗室安全教育； （2）實訓總體要求； （3）學生領取實訓任務，查找相關資料，熟悉實驗臺。 （4）智能機器人項目需求分析。	2		2	講授	1
2. 使用ROS、OpenCV和Dynamixel Servos進行人臉檢測和跟蹤 可以通過使用ROS和OpenCV庫實現一個酷炫的項目。該項目本質上創建了一個人臉跟蹤的應用程序，實現了以攝像頭始終指向人臉的方式進行人臉跟蹤。我們將使用如Dynamixel這樣的智能伺服系統使機器人在其軸上旋轉。	2		4	講授、實踐	2
3. 在ROS中實現一個像Siri的聊天機器人 可以很方便地提高機器人的互動性和智能化。該項目在ROS中創建一個可以使用文本或語音進行交流的聊天機器人。如果你想要創建社交或服務機器人，這個項目將會很有用	1		2	講授、實踐	2
4. 物體檢測與識別 介紹檢測物體的有趣項目。將學習使用強大的ROS包進行二維和三維物體的識別。。	1		4		2
5.使用ROS和TensorFlow的深度學習 這是一個在機器人上使用前沿技術開發的項目。使用TensorFlow庫和ROS，可以實現有趣的深度學習應用程序。可以使用深度學習實現圖像識別，本章還有關于使用SVM的應用程序。			2	實踐	3、4
6. 通過Web控制機器人 我們將看到如何在ROS中使用rosbridge開發交互式Web應用程序。			2	實踐	5
7. 程序調試 對編寫的程序進行調試。			6	實踐	4、5
8. 撰寫智能機器人實訓報告及答辯 ??? 根據任務課和指導課要求，撰寫實訓報告，準備答辯。每個學生進行單獨答辯，展示控制效果、回答問題			4	講授 實踐	6、7
合??? 計	6		26

五、其他教學環節

1. 實訓準備工作（2學時）

（1）實驗室安全教育：不僅能保障實驗設備的完好，確保實踐教學的開展，同時也培養了學生從事電氣事業的專業素養。

（2）實訓總體要求：提出實訓中各方面的要求，明確實訓目的和實訓過程中的注意事項。

2. 答辯（4學時）

每個學生進行獨立的答辯，除了演示綜合實訓項目的效果以外，還要就實訓項目及相關知識回答教師的問題，有利于學生更鞏固掌握機器人。

六、教學管理

1. 訓練項目和學時分配：根據專業培養計劃、根據學生能力和接受程度，任課教師可為其選用實訓指導課中的實訓項目或在要求上作一定修改，各實訓教學單元的學時分配可根據需要作調整。

2. 本實訓的整個教學采用教師講授、學生動手操作、教師再指導并進的教學方法。

3. 本課程采用現場教學方式，由教師指導學生進行現場實踐教學，鼓勵學生自主自學，培養學生的自學能力，充分調動學生學習的主觀能動性。

七、考核方法

1、考核說明

本課程的學生成績由平時成績、答辯匯報、研究報告三部分組成，其中平時成績占總成績的30%，答辯匯報占總成績的30%、研究報告占總成績的40%。平時成績由平時測評（占總成績的10%）、階段性學習報告（占總成績的20%）綜合評定。具體考核環節和考核比例見下表。

考核環節	平時成績（30%）		答辯匯報 （30%）	研究報告 （40%）	合計
	平時測評	階段性學習報告
考核比例	10%	20%	30%	40%	100%

系統運行演示評分標準：

綜合實訓報告考核標準如下表所示。

實訓報告成績考核標準

序號		要求	分值
1	需求分析	根據實訓任務課，根據生產工藝流程要求，進行需求分析；（無0分；簡單3分；詳細5分） 體現運用標準、規范、手冊、圖冊和采用各種手段獲取有關技術資料的能力。（無0分；簡單3分；詳細5分）	10分
2	關鍵環節分析	能根據任務識別系統的關鍵環節；（無0分；簡單3分；詳細5分）	5分
3	初步方案的形成及選型	能根據需求分析確定控制指標要求；（無0分；簡單3分；詳細5分） 初步方案有多種可選擇，并經過分析確定最佳方案，并確定選型。（無0分；簡單3分；詳細5分） 能對關鍵環節進行正確的分析，并提出解決方案。（無0分；簡單3分；詳細5分）	15分
4	算法設計及集成	按規范要求繪制控制原理圖、電氣接線圖，并根據所設計的電路圖連接電路，并能根據該網絡控制要求，連接通信網絡。（無0分；簡單3分；詳細5分） 具有工位，檢測點，氣路，電路符號；具有測量值，給定值，控制量動態點； 控制器、擴展模塊、傳感器等的選擇、安裝。（無0分；簡單3分；詳細5分）	10分
5	軟件設計及調試	繪制程序控制流程圖，確定機器人的I/O，編寫滿足生產和控制要求的機器人的控制程序，并對程序進行注釋及說明。（無0分；簡單3-5分；詳細6-10分） 操作程序、安全運行、緊急情況處理。（無0分；簡單3-5分；詳細6-10分）	20分
6	分組情況 個人技術能力	每個成員的任務；（無0分；簡單3分；詳細5分） 需要小組成員討論完成的任務。（無0分；簡單3分；詳細5分）	10分
7	系統運行演示與答辯	根據生產工藝，系統安裝及調試；管理員和操作員登錄功能，手/自動切換。（無0分；簡單3-5分；詳細6-10分） 溝通與表達。（無0分；簡單3-5分；詳細6-10分）	20分
8	上位機監控、系統聯調與改進	上位機參數設置、安全啟停、運行測試、分析；（無0分；簡單3-5分；詳細6-10分） 運行分析及改進；（無0分；簡單3-5分；詳細6-10分）	10分

考核說明：《課程考核方案一覽表》表達的對應關系，能夠證明學生通過本課程考核成績合格，即可達到課程目標的要求。

2、課程目標考核方案一覽表

考核說明：《課程目標考核方案一覽表》表達的對應關系，能夠證明學生通過本課程考核成績合格，即可達到課程目標的要求。

課程目標考核方案一覽表

課程支撐的畢業要求序號	課程目標序號	考核內容	考核形式	考核原始材料（說明：試卷、作業、實驗報告、技術報告、過程記錄、實習總結等，紙質或電子）
3.5	課程目標1	能夠使用先進軟件完成對機器人系統設計和開發	研究報告	技術報告
10.3	課程目標2	掌握項目國內外現狀，清晰知曉各主流方法的優劣	答辯匯報	答辯總結
12.2	課程目標3	對行業軟件更新具有較強適應力，對通用方法能夠清楚了解其開發流程	學習報告	技術報告

總結

以上是生活随笔為你收集整理的机器人技术创新与实践旧版本大纲的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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