第三单元 非凡的智慧
单元概述:
机器人的超人感觉,让我们看到了机器人既能看到障碍物又能看到自然环境光线的强与弱。现在我们和机器人一起去游园会参加游艺、游戏等娱乐活动,感受机器人的非凡智慧。
机器人通过各种传感器感知外部环境信息,认识机器人的传感器,并且学习控制传感器是提高机器人智能性的关键。
本单元,我们将学习了解机器人的碰撞传感器和地面灰度传感器,进一步熟悉和掌握程序的3种结构形式,熟悉和掌握传感器的检测及使用方法,提升编写程序的能力。 教学目标:
1、使学生学会碰撞传感器的检测与条件控制。 2、掌握地面传感器的检测与应用。 教学重难点:
1、碰撞传感器的检测与条件控制。 2、地面传感器的检测与应用。 教学准备:
在学生机上安装好VJC1.5版版仿真软件。 单元课时安排:
本单元有2课,每1课安排1课时,共2课时。
第9课 磨拳又擦掌
——碰撞传感器的检测与条件控制
2016年 月 日 星期
教学目标:
1.知识目标:学会碰撞传感器的检测与条件控制。 2.技能目标:培养学生上机操作的能力。
3.情感目标:通过学习,增加对机器人学习的兴趣。 教学重、难点:
碰撞传感器的检测与条件控制。 教学课时:1课时 教学过程: 一、课堂引入
人可以通过肢体感觉周边环境物体的存在,机器人通过什么感知身边物体的存在呢?当机器人碰到障碍物时,能“自主”停止运动吗?
本节课,我们将了解碰撞传感器的检测和使用方法,掌握利用碰撞传感器的“触碰”特点,让机器人实现“自主”运动控制。 二、新课教学
1.问题研究——机器人怎样感知身边物体的存在 (1)编写机器人“触觉检测”程序。
步骤1:进入“流程图编辑区”,顺序选择“永远循环”、“启动电机”、“碰撞检测”、“显示”、“结束”模块等,如图9.1所示。
步骤2:设置“启动电机模块”参数,左右电机功率设置为60,如图9.2所示。 步骤3:打开“显示模块”对话框,单击“引用变量”,如图9.3所示。
步骤4:在“变量百宝箱”对话框中选择“碰撞”传感器,选择“碰撞变量一”,如图9.3所示。
步骤5:“确认”后返回“显示模块”对话框,如图9.4所示。 (2)设置仿真环境进行检测 步骤1:单击进入仿真环境。
步骤2:添加障碍物,圆形、矩形都可以,大小自己设置,如图9.5所示。
步骤3:把机器人拖入场地,观察机器人的运动情况和显示结果,如图9.6所示。 2.问题研究—前方遇到碰撞时如何停下来 (1)编写前方遇到碰撞停下来的程序 步骤1:进入流程图编辑区。
步骤2:在“程序模块库”中选择“新建子程序”模块,如图9.8所示。 步骤3:在“新建子程序”窗口中,给新建的子程序起个名,如图9.9所示。 步骤4:“确定”后直接进入子程序编辑界面。 步骤5:先把“碰撞检测”模块连接上。
步骤6:右击“碰撞检测”模块,打开“碰撞检测模块”对话框,如图9.11所示。 步骤7:单击“检测完成后,进行条件判断”,打开“碰撞检测模块”,如图9.12所示。 步骤8:在“方向设置”复选框中选择“左前”和“右前”,如图9.13所示。 步骤9:单击“确定”按钮,返回子程序编辑界面,如图9.14所示。
步骤10:把“停止电机”模块连接在条件成立“是”的下面,如图9.15所示。 3. 问题研究——让机器人后退运动也能做到碰撞停 (1)编写后面遇到碰撞停的程序 (2)进入场地实验 (3)研究结论 4.学生上机操作练习
课后反思:
第10课 丢手绢游戏
——地面传感器的检测与应用
2016年 月 日 星期
教学目标:
1.知识目标:使学生学会对地面传感器的检测与应用。 2.技能目标:培养学生上机操作的能力。
3.情感目标:通过学习,增加对机器人学习的兴趣。 教学重、难点:
地面传感器的检测与应用。 教学课时:1课时 教学过程: 一、课堂引入
在机器人游园会的游艺区,很多人都在玩丢手绢的游戏,我们赶快参与一下。 本节课,我们将了解机器人的地面传感器,并掌握使用方法。 二、新课教学
1.问题研究——机器人如何按规定路线行走 (1)编写地面灰度检测程序
在流程图编辑区,编写地面灰度检测程序,设置显示参数,如图10.1所示。 (2)进入仿真环境进行检测
步骤1:单击进入仿真环境,在文件栏中选择“加载”,打开“选择环境”对话框,选择“灰度检测场地”文件,如图10.2所示。
步骤2:单击“进入环境”,出现如图10.3所示的地面灰度检测场地。
步骤3:把机器人放入“地面灰度检测场地”进行检测。加上黑、白、红······一共9种颜色,检测数据如图10.3所示。 (3)观察地面灰度检测
不同颜色,显示的数据大小不一样。如红、黄、紫色。
不同颜色,显示的数据值一样。如红、绿、蓝三色数据值都是170。 (5) 研究结论
机器人通过地面传感器可以简单识别不同“颜色”和灰度的地面。
2.问题研究—利用机器人的地面传感器制作“丢手绢”游戏 (1)编写让机器人走“圈”的程序 (2)进入仿真环境场地
步骤1:进入仿真环境,在机器人初始参数设置一栏,单击“显示轨迹”,“不显示轨迹”。单击“保留原轨迹”,“不保留原轨迹”。如图10.5所示。 步骤2:把机器人放在X=100,Y=120的点上轨迹如图10.6所示。 (3)制作场地
步骤1:在仿真环境编辑区选择“实体”,“添加图带”,“圆形,如图10.7所示。 步骤2:设置“实体圆直径”为60,如图10.7所示 步骤3:设置颜色,红色,如图10.7所示。
步骤4:参照10.8所示的颜色版,完成如图10.9所示场地。 步骤5:保存彩色连环场地。 (4) 观察实验
把机器人放在白色圆形位置上,观察机器人机器人一定要在每个圆环的上面经过。 (5)完成“丢手绢”游戏程序
步骤1:返回流程图编辑区,编写如图10.11所示的程序。 步骤2:设置参数,如图10.12所示。 (6)验证程序
步骤1:进入仿真环境,加载“彩连环”场地。 步骤2:把机器人放在“白色”起点,开始运行。 4.学生上机操作练习
课后反思: