自动避障机器人

自动避障机器人教案班级任课教师多媒体设备，课件，EV3套装教学内容（课题）自动避障机器人教学目标1、2、3、认识超声波传感器。学习“等待（超声波）”模块的用法。学会使用超声波传感器解决问题。重点：教学重点及难点 认识超声波传感器； 学习“等待（超声波）”模块的用法; 设计一个装有超声波传感器的机器人。难点： 读取机器人与障碍物的距离； 编写程序，使机器人检测到障碍物后及时转向，避开障碍物。一、点名记录考勤。（1分钟）二、联系（10分钟）研发历史从20世纪70年代开始，美国、英国、德国等发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究，在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展。中国从20世纪80年代开始进行无人驾驶汽车的研究，国防科技大学在1992年成功研制出中国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。2005年，首辆城市无人驾驶汽车在上海交通大学研制成功。世界上最先进的无人驾驶汽车已经测试行驶近五十万公里，其中最后八万公里是在没有任何人为安全干预措施下完成的。技术原理教学过程无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。它是利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息,控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。本节课里，机器人将挑战“无人驾驶”任务，即机器人能够检测到障碍物，并及时做出反应动作。例如，机器人前进行驶中，检测到距有方墙壁10cm时转弯。这里我们需要为机器人增加一个“超声波传感器” o三、建构（50分钟）1、认识超声波传感器人类耳能听到的声波频率为20Hz20KHz。当声波的振动频率小于20Hz或大于20KHz时，我们便听不见了。因此，我们把频率高于20KHz的声波称为“超声波” o超声波方向性好，穿透能力强，在水中传播距离远。自然界的动物中，海豚和蝙蝠等动物能够通过超声波识别障碍物。超声波传感器是一种数字传感器，可以测量与前面的物体相隔的距离。它是通过发射高频声波并测量声波被发射回传感器时所需的时间来完成任务的。该音频很高，人耳听不到。测量的距离可以用英寸或厘米表示，可检测到的距离范围是3到250厘米。超声波传感器能够使机器人避免碰到障碍物，跟踪移动目标。2、活动场地制作。选择一个障碍物，将书本、墙壁、乐高整理箱或者前面课程的颜色方块，作为障碍物，用于超声波传感器识别。3、设计一个超声波传感器并与驱动基座相连。搭建方法可参考EV3软件-Robot Educator-基本知识一在某个物体处停止一驱动基座的内容步骤4、认识“等待（超声波传感器）”模块。首先在流程控制类找到等待模块，选择“超声波传感器”，点击“更改”,选择“距离（厘米）” o设置这个模块为“方向1,量10” o超声波传感器默认的是4号端口，搭建的时候确保安装正确。此时“等待（超声波传感器）”模块就设定好了。在流程控制类找到等待模块，选择“超声波传感器”，点击“比较”，选择“距离（厘米）”, 1O程序块的回独色传感器回陀螺仪传感器QHO红外传感器 物旌转E-温度传感忠能堤计NXT，:,音传槽黯CHD起人波伯晦器距离（厘米）9 计时器B0 酷加感器一距商（英寸）当前/监听时间设置这个模块为“比较类型4,阀值10”。超声波传感器默认的是4号端口，搭建的时候确保安装正确。此时“等待（超声波传感器）”模块就设定好了。5、认识“循环”模块循环模块是可以容纳编程模块序列的容器。它会使所含的模块序列重复执行，可以选择不断重复执行模块、重复特定次数或是直至传感器测试或其他条件为“真”。只有循环内的模块会重复执行。在循环结束后，程序会继续执行循环之后的模块。S模式选择器13输入S “计数”输出a循环名称li 01 I2一_6、编程机器人检测障碍物的程序，机器人前进，行驶至距障碍物10cm处转向，避开障碍物。四、反思（15分钟）1、如何让机器人遇到障碍物时倒退20cm后转向，避开障碍物继续前行?B+Ci时业出业iiiii五、课堂总结（4分钟）1、学到了什么？认识了超声波传感器，认识循环模块。会运用循环模块，实现程序反复执行。学习“等待（超声波）”模块的用法，学会使用超声波传感器解决问题。设计一个装有超声波传感器的机器人，并编写使机器人检测到障碍物后及时转向，避开障碍物的程序。教学后记延续：设计一个智能机器人，当它遇到前方10cm有障碍物时，会根据左右两方阻碍物的距离远近，判断走距离远的一个方向。