小学五年级上科学自动避障机器人
自动寻迹避障轮式机器人--综合实验设计报告
专业综合实验设计报告项目：自动寻迹避障轮式机器人班级：电133姓名：学号：1312021067同组同学：学期：2016-2017-1一、实验目的和要求1.1实验目的自动循迹、智能避障机器人是一个与电气工程专业有着密切关系的实际工程装备，本综合实验以此为依托，把轮式机器人能够沿设置的道路路线运动作为控制目标，完成从模型建立、控制方案确定、控制参数仿真分析、硬件线路设计到实物机械安装、硬件安装调试、控制程序编写集成、系统调试等步骤过程的训练。
本实验涉及到《电路分析》、《电子技术》、《电力电子技术》、《电机学》、《电力拖动》、《自动控制原理》、《传感器与检测技术》、《电机控制技术》等课程的理论和实验知识。
是学生接触实际电气工程专业复杂工程问题的重要及关键途径。
通过实验培养学生实践动手能力，运用现代工程工具和信息技术工具的能力，分析和解决实际工程问题的能力。
从而使学生初步能够解决主要涉及电气工程专业知识的复杂工程问题。
1.2实验要求要求同学综合运用课程的理论和实验知识，以轮式机器人能够以一定的速度沿设置的道路路线运动作为控制目标（技术指标为：机器人行走速度≥1m/s，行走偏离导航线程度≤2/3车身宽度），要求完成从模型建立、控制方案确定、控制参数仿真分析、硬件线路设计到实物机械安装、硬件安装调试、控制程序编写集成、系统调试等实验步骤。
具体要求为：1）检索资料，对轮式机器人的发展状况，当前的研究热点，技术发展的现状，发展趋势有所了解，查阅工程规范文件、产品样本、使用说明，了解实际系统运行时必须遵守的工程规范和系统实现时所受到的商用产品的实际限制。
2）理解轮式机器人的机械结构，用CAD软件绘制机械零部件的加工图纸，安装轮式机器人。
3）综合运用物理特性分析法和实验参数测定法建立轮式机器人的数学模型，必要时在工作点附近近似线性化，以获得线性数学模型。
4）设计轮式机器人控制系统的硬件系统，包括控制芯片的选型，外围电路的设计，传感器类型型号的选择、功率驱动电路的选择、人机交互部件的选择，掌握所选择元器件、部件的性能、用法。
机器人避障技术详解
机器人避障技术详解
机器人避障技术是机器人技术中的重要组成部分，旨在使机器人能够在复杂环境中自主导航，避免碰撞和障碍物。
以下是机器人避障技术的详解：
1. 传感器技术：传感器技术是机器人避障技术的核心，包括超声波传感器、红外传感器、激光雷达等。
这些传感器可以感知周围环境的信息，为机器人提供障碍物的距离、形状、大小等数据。
2. 路径规划：路径规划是机器人避障技术的另一个重要组成部分。
机器人通过传感器获取环境信息后，需要在其内部存储的地图上进行路径规划，以找到从起点到终点的最安全、最短的路径。
常见的路径规划算法包括A*算法、Dijkstra算法等。
3. 运动控制：运动控制是机器人避障技术的实现手段，通过控制机器人的运动轨迹和速度，使其能够避开障碍物并按照规划的路径行进。
运动控制通常涉及到电机控制、PID控制等控制理论和技术。
4. 人工智能技术：人工智能技术也是机器人避障技术的重要组成部分，包括机器学习、深度学习等技术。
这些技术可以帮助机器人更好地适应复杂环境，提高其自主导航和避障的能力。
5. 通信技术：机器人避障技术还需要依赖通信技术，包括无线通信和有线通信。
通过通信技术，机器人可以与上位机进行数据
交换，接收上位机的控制指令，同时也可以将传感器数据传输给上位机进行处理。
总之，机器人避障技术是一项综合性技术，涉及多个领域的知识和技术。
随着机器人技术的不断发展，机器人避障技术也在不断进步和完善，为机器人在各个领域的应用提供了重要支持。
机器人障碍物避障的说明书
机器人障碍物避障的说明书随着科技的发展，机器人技术日趋成熟，越来越多的机器人被应用到各个领域。
其中，机器人障碍物避障技术是一项关键技术，能够确保机器人在工作或者移动过程中能够安全、高效地避开障碍物。
本说明书将介绍机器人障碍物避障的原理及操作方法。
一、原理机器人障碍物避障的原理主要通过传感器和控制系统来实现。
机器人上搭载有多种传感器，如红外线传感器、超声波传感器、激光雷达等。
这些传感器能够实时感知机器人周围的环境，包括障碍物的位置、距离以及尺寸等信息。
控制系统接收传感器的信号，并根据预设的算法进行分析和判断，然后控制机器人进行相应的动作，避开障碍物。
二、操作方法1. 准备工作在使用机器人进行避障之前，确保机器人的传感器和控制系统正常工作。
检查传感器的连接是否牢固，确保传感器能够正常感知周围环境。
同时，确保机器人的电源充电充足，以免在避障过程中电量不足。
2. 设置避障模式根据具体的应用场景和需求，设置机器人的避障模式。
常见的避障模式包括静态避障模式和动态避障模式。
静态避障模式适用于固定环境下的避障，机器人会根据预设的规则和环境信息选择合适的路径进行避障。
动态避障模式适用于机器人在移动过程中遇到障碍物的情况，机器人会根据实时感知的环境信息进行决策和避障。
3. 开始避障确认机器人处于避障模式后，启动机器人，使其开始进行避障。
机器人的传感器会不断感知周围环境的变化，并将信息传输给控制系统。
控制系统根据算法进行分析和判断，然后控制机器人的动作。
当机器人检测到障碍物时，会根据设定的规则选择合适的路径绕过障碍物。
在避障过程中，机器人会保持一定的速度并不断调整方向，以保持避障的稳定性和效率。
4. 避障结束当机器人成功避开障碍物并到达目标地点时，避障任务结束。
此时，机器人会停止运动并发送避障成功的信号。
用户可以根据需要进行下一步操作或者改变避障模式。
三、注意事项1. 确保机器人的传感器工作正常，避免出现传感器故障导致无法准确感知环境。
粤教版信息技术五年级上册第5课《自动避障机器人》教案
粤教版信息技术五年级上册第5课《自动避障机器人》教案一. 教材分析《自动避障机器人》是粤教版信息技术五年级上册第5课的内容。
本节课的主要内容是通过学习编程知识，让学生设计一个能够自动避障的机器人。
教材内容由浅入深，先介绍机器人的基本概念和避障原理，再引导学生通过编程实践，制作出属于自己的自动避障机器人。
教材注重培养学生的动手能力、创新能力及解决问题的能力。
二. 学情分析五年级的学生已经具备一定的信息技术基础，对编程有一定的了解。
但机器人编程相对较为复杂，需要学生将已学的编程知识运用到实际操作中，这对学生来说是一个挑战。
此外，学生对新鲜事物充满好奇，乐于动手实践，但注意力容易分散，需要教师在教学过程中加强引导和激励。
三. 教学目标1.让学生了解机器人的基本概念和避障原理。
2.培养学生运用编程知识解决实际问题的能力。
3.提高学生的动手操作能力和团队协作能力。
4.培养学生对信息技术学科的兴趣和好奇心。
四. 教学重难点1.重点：掌握机器人编程的基本知识，能够设计出一个简单的自动避障机器人。
2.难点：如何让学生将所学的编程知识灵活运用到实际操作中，解决避障问题。
五. 教学方法1.任务驱动法：通过设定具体任务，引导学生动手实践，培养学生的实际操作能力。
2.合作学习法：分组进行任务完成，培养学生的团队协作能力和沟通能力。
3.启发式教学法：教师引导学生思考问题，激发学生的创新思维和解决问题的能力。
六. 教学准备1.准备机器人编程软件和相应的教学资源。
2.准备机器人硬件设备，确保每组学生都能进行实际操作。
3.准备教学PPT，用于辅助讲解和展示。
七. 教学过程1.导入（5分钟）利用PPT展示一些实际的避障机器人应用场景，如扫地机器人、自动驾驶汽车等，激发学生的兴趣，引出本节课的主题。
2.呈现（10分钟）教师简要讲解机器人的基本概念和避障原理，为学生后续的编程实践打下基础。
3.操练（15分钟）学生分组进行编程实践，教师巡回指导，解答学生在操作过程中遇到的问题。
机器人避障策略综述
机器人避障策略综述
机器人避障策略是机器人自主导航的重要组成部分，它指的是机器人在运动过程中如何避免与障碍物发生碰撞。
以下是一些常见的机器人避障策略：
1. 全局规划：通过预先规划机器人的路径，使其避开已知的障碍物。
这种方法通常需要对环境进行建模，并使用搜索算法或路径规划算法来找到最优路径。
2. 局部避障：当机器人在运动过程中遇到未知的障碍物时，通过实时感知周围环境并做出反应来避开障碍物。
这种方法通常使用传感器（如激光雷达、摄像头等）来获取环境信息，并使用算法（如人工势场法、模糊逻辑等）来决定机器人的运动方向。
3. 动态避障：当机器人在运动过程中遇到动态障碍物 （如移动的人或车辆）时，通过实时感知和预测障碍物的运动轨迹来避开障碍物。
这种方法通常需要使用传感器和机器学习算法来预测障碍物的运动轨迹。
4. 协同避障：当多个机器人在同一环境中运动时，通过相互通信和协作来避免碰撞。
这种方法通常需要使用通信协议和协调算法来实现。
5. 基于地图的避障：通过使用预先构建的地图来避开障碍物。
这种方法通常需要使用传感器和地图匹配算法来实现。
不同的避障策略适用于不同的场景和机器人类型，选择合适的避障策略需要考虑机器人的运动能力、传感器配置、环境复杂度等因素。
广东教育出版社B版-《自动避障机器人》教案
（课题）
第5课自动避障机器人第7周
教学目标
了解红外避障传感器的组成及工作原理；手工画壁障机器人思维流程图；掌握用流程控制模块中的条件判断模块编写程序的方法；学习设置简单的仿真环境。
教学重难点
红外避障传感器的组成及工作原理；条件判断模块编写程序的方法
教学准备
程序、课件、诺宝RC
课时
1
教
学
过
程
情景导入
深入探究
1、课件展示任务：怎样编写避障程序和设置简单的仿真环境。
2、提示永久循环模块的作用；引导学生想到使用条件判断模块来编写程序。
3、提问：如何检测你编写的机器人避障程序是否正确，引导学生学习在仿真环境中添加一个障碍物
真环境中测试程序
2、查看各小组完成情况，并给予适当引导【说明：将新知识应用于实践，促使知识的内化；让学生体验成功的快乐】
1、组织学生玩游戏：请两位同学上讲台，其中一个人蒙住眼睛，直线前进，在前面的黑板中找到目标。
2、教师提问：为什么没有蒙住眼睛的同学一下子就能找到目标，而蒙上眼睛的同学却找不准？
3、教师提问：怎样才能让机器人在危险的地方执行任务时不会碰撞到障碍物呢？
4、课件出示课题：给机器人装“眼睛”—看物体
【说明：1、通过游戏引入新课，充分调动学生的兴趣。2、引导学生将学习与生活实践结合】
小结
小结本节课的内容；布置下一节课的主要内容：避障机器人大比赛
教学反思
本课是上课内容的精简，主要是程序简化，学生掌握不错，都可以编写程序并仿真。
探究新知利用课件讲授红外避障传感器的硬件知识。利用课件演示主控盒及其各个端口等硬件知识。给学生观看红外避障传感器事物引导学生在诺宝RC软件中找到红外避障传感器，并查看其属性。
粤教版信息技术五年级上册第5课《自动避障机器人》说课稿
粤教版信息技术五年级上册第5课《自动避障机器人》说课稿一. 教材分析《自动避障机器人》是粤教版信息技术五年级上册第5课的内容。
本节课的主要任务是让学生了解和掌握自动避障机器人的基本原理和制作方法。
教材通过生动的图片和实例，引导学生学习传感器的使用、程序设计等知识点，培养学生的动手操作能力和创新能力。
二. 学情分析五年级的学生已经具备了一定的信息技术基础，对机器人有一定的好奇心和兴趣。
但部分学生可能对编程和传感器使用方面较为陌生，因此在教学过程中需要关注这部分学生的学习需求，耐心引导，让学生能够顺利完成任务。
三. 说教学目标1.知识与技能：让学生了解自动避障机器人的工作原理，学会使用传感器进行避障，并能够编写简单的程序控制机器人。
2.过程与方法：通过小组合作、动手操作的方式，培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。
3.情感态度与价值观：激发学生对信息技术的兴趣，培养学生的创新意识和动手实践能力。
四. 说教学重难点1.重点：自动避障机器人的工作原理、传感器的使用和程序设计。
2.难点：程序设计的逻辑思维和传感器数据的处理。
五. 说教学方法与手段1.教学方法：采用问题驱动、小组合作、动手实践的教学方法，引导学生主动探索、发现问题、解决问题。
2.教学手段：利用多媒体课件、机器人模型、传感器等教具，帮助学生更好地理解和掌握知识。
六. 说教学过程1.导入：通过展示自动避障机器人的实际应用场景，引发学生的兴趣，导入新课。
2.探究：学生分组讨论，分析自动避障机器人需要解决的问题，引导学生思考传感器的使用和程序设计的重要性。
3.演示：教师演示如何使用传感器进行避障，并展示简单的程序设计过程，让学生初步了解自动避障机器人的制作方法。
4.实践：学生分组动手操作，根据教师提供的程序模板，修改和完善程序，使机器人能够成功避障。
5.交流：学生展示自己的作品，分享制作过程中的心得体会，互相学习和借鉴。
6.总结：教师引导学生总结本节课所学内容，强调自动避障机器人的工作原理和制作方法。
第五课自动避障机器人第一课时(教学设计)
第5课自动避障机器人课题名称：自动避障机器人第1课时一、教学目标1.知识与技能（1）了解红外避障传感器的组成和工作原理。
（2）学会分析任务，制作流程图（3）理解“永久循环”的意义（4）理解流程图各种框图的意义及名称。
2.过程与方法（1）通过传感器外部结构的观察、讨论和对蝙蝠故事的类比进行思考，认识并了解红外避障传感器的构成及原理。
（2）通过对任务的分析，运用算法流程图理清思路，理解“永久循环”模块的运用以及各类框图的应用。
3.情感态度与价值观（1）在学习中养成善于观察、勤于思考的好习惯。
（2）通过小组内的互助合作探究，体验合作分析解决问题的过程，进而得到成功的体验。
（3）通过算法流程图，感受程序思维的表达方式，梳理思路的同时体验到逻辑思维解决问题的过程。
教学重点：1.认识红外避障传感器的构成2.掌握“永久循环”模块的意义。
教学难点：“永久循环”模块的意义。
二、教学过程红外避障传感器的具体工作状态又是怎么样的呢？红外发射管发射红外线，红外线在遇到障碍物发生反射后，接收管接收红外线。
任务分析我们来看一下本节课的任务，要求设计一个可以自动躲避障碍的机器人想要设计这样一个机器人我们要做些什么呢？下面我们就一起来分析一下这个任务在之前学习的课程中，通过编程我们开始应用流程图，流程图中所出现的各种图形都分别是什么含义，又有什么作用呢？本节课在分析任务的同时，我们也一起学习一些关于流程图中这些图形的应用。
通过观察之前学习过的流程图，我们会发现每个流程图都有“主程序”及“结束”两个黄色的椭圆框，这两个框有什么作用呢？起止框：表示算法的“开始”或“结束”。
再次回到我们的任务中，我们想要设计可以自动躲避障碍的机器人，首先我们要给机器人添加一个传感器，同学们知道是哪一个传感器吗？（红外避障传感器）添加好了传感器之后，我们就利用传感器来进行判断前方是否有障碍物，如果有，那么就转弯，没有就运行电机继续跑。
好，这段程序编辑完。