《機(jī)器人與多智能體實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)大綱

1、機(jī)器人與多智能體教學(xué)大綱一、課程基本信息中文名稱機(jī)器人與多智能體實(shí)驗(yàn)英文名稱Robots and Multi-agent System適用專業(yè)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)先修課程C語言、微型計算機(jī)原理課程類別專業(yè)拓展課程修讀性質(zhì)限選學(xué)分/學(xué)時0.5學(xué)分/18學(xué)時考核方式考查二、教學(xué)目標(biāo)（限200字以內(nèi)）本課程的教學(xué)目標(biāo)： 以ARM為核心的硬件平臺開發(fā)小型機(jī)器人，具有體積小、低功耗、低成本、高性能等優(yōu)勢。本課程以ARM和嵌入式Linux開發(fā)小型機(jī)器人代表嵌入式技術(shù)發(fā)展的基本技術(shù)，也是通信和應(yīng)用電子產(chǎn)品的典型代表，符合高等學(xué)校教學(xué)改革需要、人才培養(yǎng)定位和發(fā)展趨勢。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠了解如何使用智能機(jī)

2、器人，如何使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自己的控制目標(biāo)。三、教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一：軟件環(huán)境搭建與配置（2學(xué)時）1.實(shí)驗(yàn)屬性：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)2.修讀性質(zhì)：必開3.教學(xué)目標(biāo)(1) 掌握VMware工具的使用和Linux下交叉編譯工具的安裝配置；(2) 掌握宿主機(jī)和開發(fā)板之間連接的建立；(3) 掌握Linux下解壓安裝命令、輸出變量的配置；(4) 掌握超級終端配置和NFS的配置。4.實(shí)驗(yàn)方法上機(jī)操作+硬件操作。5實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備奔騰雙核E2160以上電腦，512M以上內(nèi)存，50G以上硬盤，windows XP操作系統(tǒng)，Linux操作系統(tǒng)軟件，VMware軟件，JTAG調(diào)試器，串口連接線，S3C2440開發(fā)板。6.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)

3、VMware安裝(2) Linux安裝(3) vi編輯器刪除、復(fù)制文件及腳本編寫(4) VMwaretools安裝(5) 配置交叉編譯器arm-Linux-gcc(6) 搭建自己的NFS7.成績評定實(shí)驗(yàn)報告：按時提交5%；報告整潔10%；報告內(nèi)容85%。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二：ARM2440開發(fā)板（2學(xué)時）1.實(shí)驗(yàn)屬性：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)/開放實(shí)驗(yàn)2.修讀性質(zhì)：必開3.教學(xué)目標(biāo)(1) 掌握ARM2440開發(fā)板基本應(yīng)用程序的編寫和驅(qū)動程序的插入。4.實(shí)驗(yàn)方法上機(jī)操作+硬件操作。5實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備奔騰雙核E2160以上電腦，512M以上內(nèi)存，50G以上硬盤，windows XP操作系統(tǒng)，Linux操作系統(tǒng)軟件，VMware

4、軟件，JTAG調(diào)試器，串口連接線，S3C2440開發(fā)板。6.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1) 學(xué)習(xí)了解ARM2440開發(fā)板程序的編寫；(2) 編寫ARM2440hello應(yīng)用程序，編寫ARM2440GPIO應(yīng)用程序、編寫鍵盤應(yīng)用程序、編寫蜂鳴器應(yīng)用程序；(3) 實(shí)現(xiàn)CPU GPIO控制外部LED、按鍵的識別和處理、輸出量跳躍式變化的自動控制器件、模擬量采集和轉(zhuǎn)換。7.成績評定實(shí)驗(yàn)報告：按時提交5%；報告整潔10%；報告內(nèi)容85%。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三：運(yùn)動模塊設(shè)計（3學(xué)時）1.實(shí)驗(yàn)屬性：設(shè)計實(shí)驗(yàn)2.修讀性質(zhì)：必開3.教學(xué)目標(biāo)(1) 掌握S3C2440的GPIO接口的基本使用方法；(2) 掌握直流電機(jī)的基本工作原理和控制方

5、法；(3) 掌握控制機(jī)器人小車的基本動作函數(shù)；(4) 掌握如何讓可執(zhí)行文件在嵌入式系統(tǒng)中開機(jī)自動運(yùn)行。4.實(shí)驗(yàn)方法上機(jī)操作+硬件操作。5實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備奔騰雙核E2160以上電腦，512M以上內(nèi)存，50G以上硬盤，windows XP操作系統(tǒng)，Linux操作系統(tǒng)軟件，VMware軟件，JTAG調(diào)試器，串口連接線，S3C2440開發(fā)板。6.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容運(yùn)用S3C2440的GPIO接口編程，使之產(chǎn)生控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速的各種基本控制信號，在此基礎(chǔ)上編制控制機(jī)器人小車實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎等基本巡航動作的控制函數(shù)。7.成績評定實(shí)驗(yàn)報告：按時提交5%；報告整潔10%；報告內(nèi)容85%。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目四：循跡

6、模塊設(shè)計（4學(xué)時）1.實(shí)驗(yàn)屬性：設(shè)計實(shí)驗(yàn)2.修讀性質(zhì)：必開3.教學(xué)目標(biāo)(1) 掌握S3C2440的GPIO接口的擴(kuò)展使用；(2) 掌握灰度傳感器的基本工作原理和檢測方法；(3) 編寫機(jī)器人小車自主循跡函數(shù)。4.實(shí)驗(yàn)方法上機(jī)操作+硬件操作。5實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備奔騰雙核E2160以上電腦，512M以上內(nèi)存，50G以上硬盤，windows XP操作系統(tǒng)，Linux操作系統(tǒng)軟件，VMware軟件，JTAG調(diào)試器，串口連接線，S3C2440開發(fā)板。6.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容運(yùn)用S3C2440的GPIO接口編程，檢測5個灰度傳感器返回值，根據(jù)5個傳感器返回值控制機(jī)器人小車直行、小左轉(zhuǎn)、大左轉(zhuǎn)、小右轉(zhuǎn)、大右轉(zhuǎn)等基本功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)

7、器人小車循跡功能。7.成績評定實(shí)驗(yàn)報告：按時提交5%；報告整潔10%；報告內(nèi)容85%。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目五：紅外模塊設(shè)計（3學(xué)時）1.實(shí)驗(yàn)屬性：設(shè)計實(shí)驗(yàn)2.修讀性質(zhì)：必開3.教學(xué)目標(biāo)(1) 掌握紅外傳感器的基本工作原理和檢測方法；(2) 編寫機(jī)器人小車壁障函數(shù)。4.實(shí)驗(yàn)方法上機(jī)操作+硬件操作。5實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備奔騰雙核E2160以上電腦，512M以上內(nèi)存，50G以上硬盤，windows XP操作系統(tǒng)，Linux操作系統(tǒng)軟件，VMware軟件，JTAG調(diào)試器，串口連接線，S3C2440開發(fā)板。6.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容運(yùn)用S3C2440的GPIO接口編程，檢測兩個紅外傳感器返回值，根據(jù)兩個紅外傳感器返回值控制機(jī)器人運(yùn)動，實(shí)

8、現(xiàn)機(jī)器人躲避障礙的功能。7.成績評定實(shí)驗(yàn)報告：按時提交5%；報告整潔10%；報告內(nèi)容85%。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目六：圖像采集模塊設(shè)計（4學(xué)時）1.實(shí)驗(yàn)屬性：設(shè)計實(shí)驗(yàn)2.修讀性質(zhì)：必開3.教學(xué)目標(biāo)(1) 掌握OV9650camera的基本工作原理；(2) 編寫圖像采集函數(shù)；(3) 掌握Windows與機(jī)器人小車的Wi-Fi連接。4.實(shí)驗(yàn)方法上機(jī)操作+硬件操作。5實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備奔騰雙核E2160以上電腦，512M以上內(nèi)存，50G以上硬盤，windows XP操作系統(tǒng)，Linux操作系統(tǒng)軟件，VMware軟件，JTAG調(diào)試器，串口連接線，S3C2440開發(fā)板。6.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容運(yùn)用S3C2440的GPIO接口編程，通過

9、camera發(fā)送指令采集圖片，以指定的格式大小保存在指定文件夾下，利用Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)傳送到遠(yuǎn)程宿主機(jī)上，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。7.成績評定實(shí)驗(yàn)報告：按時提交5%；報告整潔10%；報告內(nèi)容85%。四、考核形式及成績評定（一）考核形式： 實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)報告完成情況。（二）成績評定：按百分制記分：實(shí)驗(yàn)成績占40%，實(shí)驗(yàn)報告成績占60%，記入機(jī)器人與多智能體課程總成績。五、教材與參考書教 材： HYPERLINK /writer/（德）托馬斯布勞恩（Braunl_1.html t _blank 托馬斯布勞恩（Braunl， HYPERLINK /writer/T.）_1.html t _blank T.）著，

10、 HYPERLINK /writer/劉錦濤_1.html t _blank 劉錦濤 等 譯. 嵌入式機(jī)器人學(xué)：基于嵌入式系統(tǒng)的移動機(jī)器人設(shè)計與應(yīng)用.（第三版）.西安：西安交通大學(xué)出版社，2012，7.參考書：1 HYPERLINK /writer/郭青_1.html t _blank 郭青， HYPERLINK /writer/馮仁劍_1.html t _blank 馮仁劍 譯. ARM嵌入式微控制器程序設(shè)計入門：在機(jī)器人控制中學(xué)習(xí)C語言. 北京：科學(xué)出版社，2009，2. 2 HYPERLINK /s?ie=UTF8&field-author=%E5%AD%99%E5%BC%8B&search-alias=books 孫弋. 基于S3C2440的嵌入式Linux開發(fā)實(shí)例.（第一版）. 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社，2010,5.六、其他要求學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，編寫源代碼；要求學(xué)生必須參加和完成每一個實(shí)驗(yàn)，每個實(shí)驗(yàn)之后認(rèn)真撰寫實(shí)驗(yàn)報告（6個實(shí)驗(yàn)報告）；要求學(xué)生按指定時間上機(jī)，不得無故缺席，嚴(yán)格遵守校校規(guī)校紀(jì)和實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度。七、課程學(xué)時分配表序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時實(shí)驗(yàn)屬性修讀性質(zhì)主要儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1軟件環(huán)境搭建與配置2驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)/設(shè)計實(shí)驗(yàn)/開放實(shí)驗(yàn)必開奔騰雙核E2160以上電腦，512M以上內(nèi)存，50G以上硬盤，windows XP操作系統(tǒng)， VMware軟件，Linux操