010-82114870
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配套的实验课程简介 (注:实验课程大纲按照每个实验2个课时来描述,具体每个实验需要的课时数与学生的专业及已学的前置课有关,我司提供定制化的服务,根据用户的实际情况和需求,通过对课程内容的重新组合和裁剪协助用户制定每门课程的具体内容和课时数。) |
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序号 |
配套的实验课程名称 |
对应的专业基础及核心课程 |
支撑课时 |
---|---|---|---|
1 |
《机器人软件开发基础》 |
《Linux系统》 |
20 |
2 |
《机器人结构设计》 |
《机械设计基础》 |
12 |
3 |
《嵌入式单片机系统》 |
《嵌入式系统》 |
24 |
4 |
《机器人操作系统》 |
《ROS机器人操作系统》 |
20 |
5 |
《机器人感知传感技术》 |
《传感器与检测技术》 |
12 |
6 |
《机器人控制系统设计》 |
《自动控制原理》 |
10 |
7 |
《机器视觉与人工智能》 |
《计算机视觉》 |
24 |
8 |
《机器人学》 |
《机器人学》 |
10 |
9 |
《机器人导航定位》 |
《SLAM技术》 |
16 |
10 |
《机器人人机交互》 |
《人机交互技术》 |
8 |
11 |
《智能机器人综合实践》 |
《专业综合实践》 |
32 |
机器人软件开发基础 |
|||
课次 |
课程名称 |
内容 |
课时 |
---|---|---|---|
1 |
Linux基础 |
Linux特点,指令集,权限与用户。 |
2 |
2 |
Linux进程 |
Linux系统进程的概念,进程管理。 |
2 |
3 |
C++编译原理 |
编译器,编译过程,CMake语法,使用IDE配置C++编译工程。 |
2 |
4 |
C++基本语法 |
C++基本变量与数据类型,运算符,控制结构,函数,指针,类与对象。 |
2 |
5 |
C++机器人应用 |
C++中机器人开发常用的标准库,关联容器,多线程开发。 |
2 |
6 |
Python初级 |
Python在机器人开发中的作用,Python语言简介,Python运算符,数据结构,控制结构等基本语法。 |
2 |
7 |
Python进阶 |
Python文件操作,面向对象编程。 |
2 |
8 |
Linux串口通信 |
基于Linux系统的串口通信开发。 |
2 |
9 |
Linux网络通讯 |
基于Linux系统的网络通信开发。 |
2 |
10 |
Linux综合实验 |
围绕一个综合软件开发项目,学习Linux编程。 |
2 |
机器人结构设计(12课时) |
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课次 |
课程名称 |
内容 |
课时 |
---|---|---|---|
1 |
机器人材料选择与处理 |
研究金属、塑料、复合材料等常见机器人材料的性能;选择合适的材料进行设计,并学习相关的处理技术;制作简单的材料样本并测试其性能。 |
2 |
2 |
机器人主体结构设计 |
学习常见的机器人主体结构类型;利用CAD软件设计一个简单的机器人主体结构;对设计进行有限元分析,确保满足设计要求。 |
2 |
3 |
机器人结构装配与调试 |
准备零件和工具,根据搭建手册进行卓越之星机器人结构的装配;对装配完成的机器人进行基本的运动测试;调试和优化机器人结构,确保其正常运行。 |
2 |
4 |
机器人结构设计项目实践 |
综合运用所学知识,设计一个具有特定功能的智能机器人结构,通过3D打印将结构实现,并在卓越之星构型结构扩展接口上进行扩展验证。完成需求分析、结构设计、样机制作的整个过程,最后进行项目展示和评价。 |
6 |
嵌入式单片机系统(24课时) |
|||
课次 |
课程名称 |
内容 |
课时 |
---|---|---|---|
1 |
嵌入式ARM系统 |
讲解MCU、ARM处理器的概念,熟悉卓越之星嵌入式系统架构,使用Keil建立工程。 |
2 |
2 |
点亮LED实验 |
基于卓越之星控制器,学习如何使用寄存器、库函数点亮LED。 |
2 |
3 |
定时器中断实验 |
学习定时器原理,如何实现定时器中断。 |
2 |
4 |
按键响应 |
学习如何监控按键输入,基于状态机消除抖动,实现长按、双击等高级按键功能。 |
2 |
5 |
状态机综合实验 |
基于一个综合性案例,强化对于状态机的理解。 |
2 |
6 |
串口通信实验 |
了解串口通信的原理,学习如何基于卓越之星嵌入式控制器进行串口通信。 |
2 |
7 |
SPI通信实验 |
学习SPI原理,如何基于SPI访问卓越之星控制器的存储器模块。 |
2 |
8 |
液晶屏显示实验 |
实现如何基于SPI控制卓越之星控制器TFT屏幕显示不同内容。 |
2 |
9 |
IIC通信实验 |
实现如何基于卓越之星控制器学习IIC通讯,并采集芯片温度。 |
2 |
10 |
ADC通信实验 |
了解ADC通信原理,实现ADC通讯采集传感器数据。 |
2 |
11 |
总线式传感器信息读取实验 |
了解如何通过总线式串口读取多传感器信息。 |
2 |
12 |
总线式舵机驱动控制实验 |
了解如何通过总线式串口控制多路总线式舵机。 |
2 |
机器人操作系统(24课时) |
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课次 |
课程名称 |
内容 |
课时 |
---|---|---|---|
1 |
机器人操作系统入门 |
了解什么是ROS机器人操作系统,ROS的系统组成,ROS的运行原理,实现一个ROS节点。 |
2 |
2 |
主题与消息 |
了解ROS的主题与消息机制,基于C++和Python实现主题与消息,实现自定义主题与消息。 |
2 |
3 |
服务 |
了解ROS的服务机制,基于C++和Python实现服务的服务端与客户端,实现自定义服务。 |
2 |
4 |
参数 |
了解ROS的参数机制,基于C++和Python实现参数的增、删、改、查。 |
2 |
5 |
动作 |
了解ROS的动作机制,基于C++和Python实现动作的服务端与客户端,实现自定义action。 |
2 |
6 |
ROS中的调试与日志 |
了解ROS工具箱中的rviz工具与rqt工具,了解ROS的日志系统,掌握调试ROS程序的方法。 |
2 |
7 |
ROS动态参数 |
了解ROS中的高级功能-动态参数原理和运行机制,实现使用动态参数调节机器人运动速度。 |
2 |
8 |
ROS机器人综合应用实验 |
基于模块化机器人套件,自己动手组装一个机器人,并在机器人ROS控制器上部署运行机器人最常用的应用功能--定位与导航,熟悉ROS如何应用在机器人上。 |
6 |
机器人感知传感技术(12课时) |
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课次 |
课程名称 |
内容 |
课时 |
---|---|---|---|
1 |
机器人惯性测量单元实验 |
了解惯性测量单元的工作原理,掌握惯性测量单元的通讯接口,学习ROS中如何使用IMU数据,如何依赖IMU数据辅助导航。 |
2 |
2 |
机器人碰撞传感器实验 |
学习碰撞传感器的工作原理,掌握碰撞传感器的测试调试方法,实现一个基于碰撞传感器避障的功能。 |
2 |
3 |
机器视觉与视觉系统实验 |
学习视觉传感器的工作原理,掌握摄像头的驱动方法,掌握摄像头数据如何用ROS获取,视觉如何辅助导航。 |
2 |
4 |
机器人超声/TOF传感器实验 |
学习超声/TOF的工作原理,如何调试卓越之星超声/TOF传感器,如何使用超声/TOF传感器辅助避障。 |
2 |
5 |
机器人激光雷达传感器实验 |
学习激光雷达传感器的原理,使用ROS获取激光雷达传感器数据,并实现激光雷达滤波和激光雷达避障。 |
2 |
6 |
机器人里程计实验 |
学习里程计的原理,使用ROS获取里程计的信息,并实现里程计的校准和基于里程计的导航。 |
2 |
机器人控制系统设计(10课时) |
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课次 |
课程名称 |
内容 |
课时 |
---|---|---|---|
1 |
电机驱动与编码器开发 |
详解如何基于卓越之星嵌入式控制器驱动电机与获取编码器。 |
2 |
2 |
电机速度环控制 |
详解如何基于卓越之星嵌入式控制器进行有刷直流电机速度环控制。 |
2 |
3 |
差动/全向运动模型控制 |
详解如何基于卓越之星嵌入式控制器进行不同运动模型的电机控制。 |
2 |
4 |
ROS速度控制与位置反馈 |
ROS端进行速度控制与基于里程计/IMU的位置反馈 |
2 |
5 |
ROS位置环路PID控制 |
基于速度控制与位置反馈,在ROS端实现一个位置控制器。 |
2 |
机器视觉与人工智能(24课时) |
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课次 |
课程名称 |
内容 |
课时 |
---|---|---|---|
1 |
图像基本操作 |
图像的加载、保存,摄像头视频流获取,WEB视频流获取。 |
2 |
2 |
图像基础 |
图像描述,像素访问,颜色空间转换。 |
2 |
3 |
图像处理 |
图像平滑,图像锐化,图像二值化,缩放与旋转。 |
2 |
4 |
特征提取 |
边缘检测,角点检测,轮廓检测。 |
2 |
5 |
特征匹配 |
基于特征/模板的匹配方法。 |
2 |
6 |
目标检测1 |
基于颜色/形状的目标检测。 |
2 |
7 |
目标检测2 |
基于Haar特征的人脸检测。 |
2 |
8 |
目标检测3 |
基于HOG特征的行人检测。 |
2 |
9 |
目标跟踪 |
基于卡尔曼滤波/光流法的目标跟踪。 |
2 |
10 |
相机标定 |
基于棋盘格对相机进行外参标定。 |
2 |
11 |
二维码检测 |
使用Apriltag进行二维码的识别和定位。 |
2 |
12 |
深度学习的目标检测 |
基于PaddlePaddle训练Yolo模型,并部署在机器人上,进行目标检测与分类。 |
2 |
机器人学(10课时) |
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课次 |
课程名称 |
内容 |
课时 |
---|---|---|---|
1 |
机械臂装配 |
基于一款模块化机器人平台,针对机械臂的单关节舵机驱动进行调试,完成机械臂整机的拼装,理解运动学机构关节/连杆等的概念,为后续运动学实验打下良好基础。 |
2 |
2 |
正逆运动学分析与计算 |
控制机械臂各单元关节转动到指定位置,根据角度和连杆计算出末端位置,并测量实际位置,计算理论值与实际值的偏差。 |
2 |
3 |
基于距离传感器逆运算抓取实验 |
基于机械臂构型前方的距离传感器,获取最前方物体到机械臂基坐标系的位置,使用逆运算实现机械臂抓取此物体。 |
2 |
4 |
基于视觉传感器逆运算抓取实验 |
基于摄像头识别不同颜色的物料块,确定物料块位置,再通过逆运算计算出关节角度,驱动机械臂完成抓取。 |
2 |
5 |
moveit!规控实验 |
基于movit配置机械臂运动包,实现指定位置的运动规划与执行,为后续实现多轴机械臂打下良好基础。 |
2 |
机器人导航定位(16课时) |
|||
课次 |
课程名称 |
内容 |
课时 |
---|---|---|---|
1 |
运动模型 |
详解机器人差分/全向运动模型与计算。 |
2 |
2 |
ROS中的导航定位 |
基于卓越之星/智行平台体验ROS的导航定位功能,理解机器人导航定位框架。 |
2 |
3 |
坐标系统 |
理解机器人导航坐标系,熟悉TF变换工具。 |
2 |
4 |
地图系统 |
学习概率栅格地图,如何构建一个概率栅格地图。 |
2 |
5 |
SLAM系统 |
了解地图模型,如何基于传感器构建地图。 |
2 |
6 |
全局路径规划 |
实现一个基于A*的全局路径规划算法。 |
2 |
7 |
局部路径规划 |
实现一个基于DWA的局部路径规划算法。 |
2 |
8 |
脱困算法 |
实现一个机器人卡死后基于传感器盲走脱困算法。 |
2 |
机器人人机交互(8课时) |
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课次 |
课程名称 |
内容 |
课时 |
---|---|---|---|
1 |
基于界面的人机交互实验 |
基于Pyqt编写图形界面实现人机交互。 |
2 |
2 |
智能语音人机交互实验 |
基于人工智能技术实现语音转文字和文字转语音,并通过语音控制不同形态的机器人运动。 |
2 |
3 |
基于人脸识别的人机交互 |
基于人工智能技术实现人脸识别的人机交互,实现机器人交互解锁功能。 |
2 |
4 |
基于深度学习手势识别的人机交互 |
基于视觉与人工智能技术实现机器人手势识别的人机交互,可以基于不同的手势执行不同的动作。 |
2 |
智能机器人综合实践(32课时) |
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课次 |
课程名称 |
内容 |
课时 |
---|---|---|---|
1 |
场景描述与任务分析 |
介绍行业应用场景,根据行业应用场景确定机器人平台的设计思路与性能指标参数。了解机器人的各个组成模块及整体系统。 |
2 |
2 |
ROS通讯案例开发 |
对如何在机器人上编程开发进行教学与实践,对综合实践涉及到的ROS通讯方式进行开发,完成基于ROS的主题消息通讯案例。 |
2 |
3 |
激光雷达数据调试 |
对激光雷达进行数据调试,进行数据滤波。 |
2 |
4 |
IMU数据调试 |
对IMU进行数据调试,并去除零偏。 |
2 |
5 |
深度相机调试 |
对深度相机进行数据调试,并过滤地面。 |
2 |
6 |
超声/TOF调试 |
对超声/TOF进行数据调试。 |
2 |
7 |
碰撞传感器调试 |
对碰撞传感器进行数据调试。 |
2 |
8 |
运动控制调试 |
对机器人底盘进行调试,进行运动控制实践。 |
2 |
9 |
里程计数据获取与校准 |
获取里程计信息,进行里程计校准。 |
2 |
10 |
建图与定位调试 |
对机载SLAM系统进行调试,构建环境地图,获取机器人实时位姿与坐标变换。 |
2 |
11 |
导航与避障系统调试 |
对机载导航定位系统进行调试,将感知到的障碍物加入代价地图,实现路径规划,脱困,可以规划路径到指定地点,可以一键实现全覆盖路径规划。 |
2 |
12 |
视觉系统调试 |
根据任务,基于相机进行物体颜色、形状、Apriltag、神经网络等识别,进行巡线与视觉跟踪。 |
2 |
13 |
执行机构调试 |
对任务所需的机械臂/机械爪/射击模块进行调试,可以顺利完成动作执行。 |
2 |
14 |
整体业务逻辑编程开发与调试 |
在机器人上进行编程开发,串联各个模块,并进行调试,完成主线式任务。 |
4 |
15 |
演示与汇报 |
在实际场地进行演示与汇报。 |
2 |