能力风暴机器人仿真系统备课教案.pdf能力风暴机器人仿真系统备课教案pdf,提供“能力风暴机器人仿真

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详细说明：能力风暴机器人仿真系统备课教案pdf,提供“能力风暴机器人仿真系统备课教案”免费资料下载，主要包括初识机器人、认识SVJC、简单的流程图编程方法、显示计算、传感器模块、碰撞检测、地面检测、循环模块、多任务模块等内容，可供学习使用。wwWZp-nnof Co呐蒙古拦聘网色。而机器人“思考”同电脑“思考”的道理是一样的,在它的体内有一个简化的“电脑”,这个“电脑”控制着机器人的一举一动。其实电脑以及机器人它们并不会什么真正意义上的思考,他们的思考能力完全来自于程序。程序是由一些指令组成的,它告诉机器人应该在什么时侯干什么。程序是由特定的编程工具生成的,我们最常见的VC、ⅦB都是一种编程工具,编程工具的优劣决定着程序的好坏,而程序的好坏又影响着机器人的智能程度,因此一个好的编程工具对于机器人是否聪明起着极其重要的作用 sV又叫能力风暴智能机器人仿真系统,它是为能力风暴定制的编程工具。如下图所示 0308 E8ARQ. 图1-1主界面丁 SVJC釆用直观的流程图编程,能够让用户在编写机器人程序中快捷的发挥岀惊人的创造力。并且SVJC操作简便,有活泼明快的图案和简短的文字说明,用户点击移动能力风暴智能机器人专用的图形模块由顶向下搭建流程图,搭建流程图的同时,动态生成无语法错误的JC代码。流程图搭建完毕,程序也就编写完成。 SVJC还拥有一个功能强大的系统仿真模块,可以创建和真实的能力风暴功能相当的虚拟能力风暴智能机器人,这样就可以在不必涉及硬件的情况下进行编程,可以在计算机上完成对比赛场景的模拟以及对所编写的程序的演示,系统仿真模块如下图。 Ww zP-hnuf Cor呐蒙古招聘网为您友情提供 wwWZp-nnof Co呐蒙古拦聘网图1-2系统仿真界面系统仿真顾名思义就是将实际的活动或过程来利用计算机等技术进行模拟和实现,是一种模型方法研究的学科,其应用涵盖社会各个领域,主要通过仿真软件来体现的。它充分吸收了仿真方法学、计算机、网络、图形、图象、多媒体、软件工程、自动控制、人工智能和系统工程领域的新成果,从而获得了飞速发展。图1-3是能力风暴系统仿真在模拟一个能力风暴机器人的简单运动,圆的东西是能力风暴机器人,它正在一个平坦的地面上行驶,前面是一个长条型的障碍物。可以看到能力风暴机器人在以固定的速度奔跑着,在遇到障碍物时减速然后向一边转弯。整个过程的表现与在现实条件下的过程几乎一模一样,这就是我们所说的仿真,它将现实中的能力风暴机器人用软件中虚拟的机器人所代替, 当然这个虚拟的能力风暴机器人也具有现实中机器人的大部分主要的特性如红外传感器、碰撞传感器以及按一定的速度跑动等。同时也将现实中障碍物用一个长方形代替,现实中的地面就是屏幕中间那块黑色的活动区。 ··m:":; 丁图1—3仿真环境界面位于能力风暴“心脏”部位的控制部件是能力风暴的大脑主板,如图所示,它由很多电子元器件组成,跟人的大脑一样, 在控制“肌体”运动时,要完成接收信息、处理信息、发出指令等系列过程。能力风暴的大脑有记忆功能, 这主要由主板上的内存来实现,至于“大脑”的分析、判断、决断功能则由主板上的众多芯片共同完成。感觉器官对于人来说非常重要,比如人的眼睛、耳朵、皮肤等, 如果没有的这些感觉器官人将变为一个废物。同样能力风暴机器人的感觉器官也是用来同环境进行交流的,他们大多是一些被称之为传感器的东西,如下图,能力风暴上常用到的传感器有以下4种: 1.碰撞传感器一能力风暴机器人的皮肤因为能力风暴机器人通常情况下都是向前走动,所以我们在它的正面下部放了3个碰撞传感器 (有的是4个,因为能力风暴机器人有不同的型号,这里我们介绍的是AS- Infom系列),分别在正前方、左前方和右前方,在后方也放置一个碰撞块是为了防止意外事件的发生,确保能力风暴机器 Ww zP-hnuf Cor呐蒙古招聘网为您友情提供 wwWZp-nnof Co呐蒙古拦聘网人的正常活动。局部放大碰撞按键微动开关红外接收右红外左红外地面检测射传感器右光敏左光敏传感器前碰撞按键传感器左碰撞按钮右碰撞按钮丁图1-4能力风暴的传感器 2.红外传感器—能力风暴机器人的眼睛能力风暴机器人的“眼睛”——红外传感器能够和人眼—样,在看见前方的障碍物后,通知“大脑”然后避开。红外传感器共包含两种器件:红外发射管和红外接收管,看图1-4就可以发现红外接收管位于能力风暴机器人的正前方,两只红外发射管位于红外接收管的两侧,他们共同组成了能力风暴机器人的“眼睛”。发出红外线接受红外线障 →/碍物发出红外线图1-5红外传感器原理图 Ww zP-hnuf Cor呐蒙古招聘网为您友情提供 wwWZp-nnof Co呐蒙古拦聘网如图1一5红外发射管发出红外线,红外线在遇到障碍后被反射回来,红外接收管接收到被反射回来的红外线以后,发出电信号给能力风暴的“大脑”!这样机器人就“看见”东西了。人的眼睛有时发现不了太小、太近或太远的东西,这是因为人眼是有一定的可视范围的,能力风暴机器人的“眼睛”也一样。能力风暴机器人的“眼睛”的能够看到前方10cm~80cm,90°范围内的比210mm150m面积大的障碍物,如果障碍物太小太细、或者在它的可视范围以外,它可就没法看到了。在能力风暴机器人的可视范围内,它的可视距离是可以调整的。 3.地面探测传感器能力风暴机器人的第三只眼睛能力风暴机器人还有第三只眼睛,如果说前两只眼睛起到探知外界环境以躲避外界障碍的作用,那么这第三只眼睛就是利用外界(地面)环境提供的不同信息(亮度),按照您的指示(如:沿地面上黑色线条前进),执行相应的动作。地面检测传感器可以探测到地面各个位置的不同颜色和不同亮度,它由一个发光管和一个光敏电阻组成。我们以黑白两种颜色的地面为例,能力风暴在进行地面检测时,首先由发光管发出光线,然后光敏电阻就可以检测地面反射回来的光线的强度,我们知道黑、白两种颜色反射光的能力不一样, 白色地面反射的光线多,而黑色地面反射的光线少,这样当光敏电阻检测到反射光的强弱时就将信息发回给“大脑”,大脑就可以根据这个信息判断出检测到的地面是黑色的还是白色的,机器人就可以沿着地面上黑色的线条前进了 4.光敏传感器一能力风暴机器人的感光细胞模拟量转换为 QaIm com 数字量和人一样,能力风暴机器人也能够知道它所处环境范围内光线的强弱,它的感光细胞—光敏传感器是由两个光敏电阻组成,它位于机器人的正前方。光敏传感器将光线的强度转变成可以表示的数字,这样能力风暴就可以判断周围光线的强度。通常光敏传感器的返回的数值与周围环境光线的强度成反比,比如光敏传感器返回的值为152和100,则可以知道返回152所在的环境要比返回 100所在的环境暗。能力风暴机器人活动器官是执行具体功能如说话、行走、眨眼等时所要用到的部件,如图1一 6能力风暴执行部分所示,能力风暴机器人的执行部分共有以下五种: www zP-nnyf Com呐蒙古招聘为您友情提供 wwWZp-nnof Co呐蒙古拦聘网右眼左眼 LCD 轮子扬声器图1-6能力风暴活动器官 1.扬声器能力风暴机器人的嘴远古的人类最先通过手势来表达自己的情感、意愿,当“语言”通过声音这种形式表达出来后, 交流变得如此简单。能力风暴机器人也可以说话,它的嘴就是扬声器。当然现在还不能让能力风暴机器人的嘴讲“人话”,扬声器只能发出一定频率的声音,比如音乐和旋律等。 2.LCD能力风暴机器人的特殊表达方式人类会因为各种原因发不出声音来,不能通过声音语言来交流,这时候我们会借助手势或是文字来交流,能力风暴机器人则利用一种特殊的表达方式来表达自己,这种方式就是液晶显示屏,简称ICD。能力风暴机器人上的LCD显示可以显示除中文外的各种字符,这样它就可以跟你交流起来,告诉你它遇到了什么,正在做什么或是想干什么?别小看这些信息,在你调试程序时它们非常有用。 3.轮子一能力风暴机器人的脚能力风暴的轮子一共有四只,两只主动轮,两只从动轮,主动轮带动整个能力风暴机器人运动, 从动轮起到平衡和导向的作用,在四只轮子的共同配合下能力风暴机器人能够完成向前直走,向后倒退,左转,右转,原地打转等这些平地上的技术动作 4.直流电机一能力风暴机器人的肌肉在能力风暴机器人上有两个直流电机,它在机器人轮子的上部,它可以将电池提供的电能转化为动能,让机器人可以利用电能动起来。直流电机通过调节不同的速度,可以实现机器人随心所欲的走快和走慢。 Ww zP-hnuf Cor呐蒙古招聘网为您友情提供 wwWZp-nnof Co呐蒙古拦聘网 5.眼睛一能力风暴的表达情绪的窗口在能力风暴机器人运行时,这对眼睛可以发光,根据您的要求作出各种不同颜色的变幻效果。 A、虚拟能力风暴的“大脑” 虚拟的能力风暴只不过是一个软件虚拟的东西,所以它的大脑就是计算机本身,计算机的一切资源和智慧它都可以用。它的思考的能力来自程序,因此你为虚拟能力风暴编制的程序将决定它是否聪明 B、虚拟能力风暴的感觉器官 1、碰撞传感器一虚拟能力风暴机器人的皮肤虚拟能力风暴机器人的虚拟碰撞传感器具备了真实能力风暴的相同的碰撞检测功能,可以检测前、后、左、右的碰撞。在SVJC中碰撞检测是通过揮检禚模块实现的。在仿真环境中障碍物是如下图方式产生的,虚拟能力风暴也只能检测到由这些长方形和圆形构成的障碍物。系统设置环境设置实体添加得物N■矩形丁圆形际加图带光源册除 2、红外传感器一虚拟能力风暴机器人的眼睛虚拟能力风暴机器人的“眼晴”和真实能力风暴的“眼晴”一样,能看见前、左、右的障碍物。同样它也有一定的可视范围,可以通过调节两只眼睛的可视范围来增加虚拟机器人看的范围和清晰度。在SVJC中红外检测是通过外模块实现的。在仿真环境中带有“眼睛”虚拟能力风暴如下图所示: 虚拟能力风暴有2只红外传感器:每只探测距离10厘米—80厘米;探测角度60°。 2、地面探测传感器一虚拟能力风暴机器人的第三只眼睛虚拟能力风暴机器的虚拟地面探测传感器,虽然还没有真实的能力风暴的探测的地面条件范围 Ww zP-hnuf Cor呐蒙古招聘网为您友情提供 wwWZp-nnof Co呐蒙古拦聘网广,但功能也很强大。在SVJC中地面检测是通过面測模块实现的。虚拟能力风暴机器人的虚拟地面探测传感器可以探测彩色色带构成的地面,系统默认的是黑色地面,地面的添加如下图,点击“添加图带”选项后面的“矩形”和“圆形”即可添加矩形或圆形地面。系统设置环境设置虚拟能力风暴有1只地面传感器:探测范围0-255(0为白色实体添加得物 255为黑色) 添加图带矩形光源册除 3、光敏传感器虚拟能力风暴机器人的感光器官和真实能力风暴一样,虛拟能力风暴机器人也能够知道它所处环境范围内光线的强弱,它的感光器官—虚拟光敏传感器,虽然看不到,但也位于虚拟能力风暴机器人的正前方。在SVC中光线的检测是通过魔测模块实现的。虚拟光敏传感器能够探测光线,它探测到光线强弱的值不仅可以用作判断的变量,而且也可以在虚拟LCD上显示出来。虚拟能力风暴有2只光敏传感器,探测范围0-255(0为高亮区域、255 为无光区域)。 B、虚拟能力风暴的活动器官豆丁扬声器一虚拟能力风暴机器人的嘴虚拟能力风暴用的是电脑的扬声器,与真实的能力风暴的差不多,但声音动听的多。 2、LCD一虚拟能力风暴机器人的特殊表达方式虚拟能力风暴拥有与真实能力风暴功能完全相同的虚拟LCD,虚拟LCD如下图所示。虚拟能力风暴机器人上的LCD显示也可以显示除中文外的各种字符,可以更方便的跟你交流。可以显示你所要显示的信息,可以显示变量的值等。 jc. o gr andar Ability storms 3、虚拟能力风暴机器人的脚虚拟能力风暴完全可以模拟真实的能力风暴的各种跑动。能够完成向前直走,向后转弯,左转, 右转,原地打转这些平地上的动作;而且同样可以实现快走慢走的变速功能,随心所欲。 4、眼睛一虚拟能力风暴迷人的眼晴与真实能力风暴机器人一样,在运动时这对眼睛可以发光,可以根据您的程序作出各种变幻效果! 9 Ww zP-hnuf Cor呐蒙古招聘网为您友情提供 wwWZp-nnof Co呐蒙古拦聘网左眼□右眼三、倮堂练习: 你能说出真实能力风暴和虚拟能力风暴的区别吗? 分别说出虚拟能力风暴的“眼”、“嘴”“脚”等功能在程序中是由那些程序模块实现的? 四、教后记: 人类已进入信息时代,以计算机和机器人为核心的现代信息技术的不断发展,正在越来越深刻地改变着我们的生活、工作和学习方式。信息技术教师的任务是成为学生学习的促进者和指导者,帮助学生掌握运用信息技术资源的本领第二课认识SVJ 教学目标帮助学生了解vjc的系统界面豆丁教会学生使用“直行”和“转向”两个程序模块二、重点难点 °docin.com 使学生第一课时简介绍SVC的运行环境新课导入教师简单介绍SVJC运行环境软件环境: 能力风暴仿真系统SVJC适合在 Windows98、 Windows m、 Windows nt workstation、 Windows NT server、 Windows2000 Professional、 Windows2000 Server、 Windows2000 advanced server、 Windows Xp等操作系统中使用。 Ww zP-hnuf Cor呐蒙古招聘网为您友情提供

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