人工智能技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)論教案單元設(shè)計(jì)-第8章智能機(jī)器人項(xiàng)目應(yīng)用

人工智能技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)論計(jì)

—學(xué)年第期課程名稱：術(shù)應(yīng)用導(dǎo)論授課班級：任課教師：二院及教研室人人用能導(dǎo)論單序號及單元標(biāo)題：第章器人目應(yīng)（）授課班級

上課時(shí)間

上周日第節(jié)課地周日第節(jié)點(diǎn)機(jī)器是一配了各種傳感傳裝置以及控的設(shè)它能夠和外境行互動互在程序控制或者手動控下完成負(fù)責(zé)的工作任務(wù)著人智能算法的不斷發(fā)展，教有自我習(xí)力了解機(jī)器人的類及應(yīng)用以及智能機(jī)器人技術(shù)實(shí)現(xiàn)后續(xù)課學(xué)。目的能力技能目標(biāo)1.根需求熟悉智能機(jī)人應(yīng)用場景2.智器人的操驟教學(xué)目標(biāo)

知識標(biāo)解能器基概解能器控算能機(jī)器的實(shí)現(xiàn)音交互實(shí)程悉機(jī)人體驗(yàn)重作的實(shí)現(xiàn)以及音交互的實(shí)現(xiàn)程點(diǎn)合案例演應(yīng)用場景礎(chǔ)理論、實(shí)際案，層入難點(diǎn)及解決方法參智應(yīng)教考單元教學(xué)設(shè)計(jì)容鐘圖工能與數(shù)據(jù)分新練、.智機(jī)人述鐘（1）什么是機(jī)器人機(jī)器是一配了各種傳感傳動裝置以及核心控制器的智能設(shè)備它能夠外環(huán)境行動互夠在程序制者動制完負(fù)責(zé)工任著人工能法的斷發(fā)，代機(jī)器人都有自學(xué)能力(2)界國機(jī)人現(xiàn)狀簡美、國、日本法、國以歐其國家的機(jī)人展況。（3）國器現(xiàn)狀從技現(xiàn)狀看年中國機(jī)人術(shù)水平得大的進(jìn)但總體水平與發(fā)達(dá)國家仍有一定差距。在工業(yè)機(jī)器人軟件、智能感知、系統(tǒng)集成等方面。在服務(wù)機(jī)人領(lǐng)域，差距主凸顯在：原創(chuàng)性技術(shù)研究方。從產(chǎn)現(xiàn)狀看我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)本成現(xiàn)一業(yè)，在各領(lǐng)域的有一定力在進(jìn)從現(xiàn)狀來，國工業(yè)機(jī)人的復(fù)3，總的分一，年成第大業(yè)機(jī)人。單元教學(xué)設(shè)計(jì)機(jī)器人發(fā)展史鐘公元前3000，方發(fā)了算（，），這是筆者認(rèn)為早最原始的機(jī)器人思想形。公前年ArchytasofTarentum（塔通的阿契塔），發(fā)明了一個木的鴿子，可以以汽或縮氣為動力飛（TimelineofFlight）。公元10~70HeronofAlexandria（亞歷大山的赫倫，改進(jìn)了克特西烏斯的工作，參與第臺汽的計(jì)設(shè)自動置由力動Lahanas）。1966年Wirth（拉·）明自的器來大生。William（廉格羅夫爵士第個燃電。1896年，Hollerith（爾曼霍瑞斯），成立了表機(jī)器公司，后更為IBM（Cruz2011。，JackKilby（克..比生一集成芯片，電子學(xué)領(lǐng)域的重要發(fā)明（TexasInstruments1995。年Edinburgh愛堡大學(xué)），工智能系發(fā)明了弗雷迪II，臺機(jī)器人能在分內(nèi)把一堆混亂的零件裝配成一輛木制玩具汽車（）。年NASA，發(fā)射深具有人太空飛船，用來進(jìn)行測試實(shí)驗(yàn)任NASA）。年，Scassellati（布萊.薩提發(fā)了（克）機(jī)器人，計(jì)來識別身零件和運(yùn)動臺機(jī)器人具歲兒童的智力和自我意識水平在以往設(shè)中從未做過（和）。年，Tecnalia研究院開始力改編田工Hiro機(jī)器人用于與歐洲產(chǎn)工人一工，的讓器能夠人起作而是在籠中Fundazioa2012）。年司，成為第一為國際空間站發(fā)射回收機(jī)器人太艙（龍?zhí)枺┑娜斯玆oboticsTrends2012）。機(jī)器人分類及應(yīng)

鐘國一般將機(jī)器分為三大類工機(jī)器人服務(wù)機(jī)器、特機(jī)人。然后依進(jìn)行單介。、.控制法

鐘如讓器安全自主完特工作務(wù)這需要程序夠現(xiàn)機(jī)器準(zhǔn)控制”“精準(zhǔn)定位”。機(jī)器人運(yùn)動控舵機(jī)和電機(jī)機(jī)人的力來控機(jī)器本質(zhì)就控制器人體內(nèi)舵和電機(jī)。下面以數(shù)字舵機(jī)為例，機(jī)的基本控制原理、微分控制算法。（機(jī)基概念。是直流機(jī)減速齒輪組傳感器和控制電路組成的一套自控制統(tǒng)所接收的電信轉(zhuǎn)換成電動機(jī)軸上的角位輸出機(jī)常都有最單元教學(xué)設(shè)計(jì)大旋轉(zhuǎn)度如度舵并不能像普通流電機(jī)樣圈圈轉(zhuǎn)動只能在一度內(nèi)轉(zhuǎn)動當(dāng)有控制信號，舵機(jī)就會轉(zhuǎn)動，并且轉(zhuǎn)速大小比于控制電壓的大小當(dāng)控制電壓，舵機(jī)就會立停止轉(zhuǎn)動。舵機(jī)的成如圖2所示。圖2舵的組成（）機(jī)的基本控制原理?？匦庞墒盏牡廊胄耪{(diào)芯，得流偏置電壓。內(nèi)有一個準(zhǔn)路，產(chǎn)周為，度1.5ms的準(zhǔn)信，將得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較獲得電壓差出最壓正出機(jī)動芯片決電機(jī)的正反轉(zhuǎn)當(dāng)機(jī)速定時(shí)通級聯(lián)減速齒輪帶電位器旋轉(zhuǎn)得壓差0，電停轉(zhuǎn)動舵機(jī)控制號般是一個周為的脈沖，的沖通是到最旋轉(zhuǎn)為180度機(jī)例的正寬應(yīng)0度的正沖寬對45度1500us正脈寬對應(yīng)正沖寬度對應(yīng)的是135度2500us脈沖度對180。（）分控算法微在數(shù)學(xué)中的定義由函數(shù)，到A、B兩個數(shù)，在A中dx近時(shí)函在dx處極作在dx的微分的中心是窮割。在圓的面積的時(shí)候仿西方將分成無數(shù)個小扇形將無小扇拼成一個長方形圓的面積等于無窮個小扇形面積的和等長方的面如所。在們的制舵的過中的分算，也用了種無分割的思想。圖3求解圓的積舵的速是一定的假角度為w0那舵從0度到180度需要間t0就。當(dāng)們需要將舵機(jī)的角速度降一倍，那么我將舵機(jī)從0度到度的時(shí)擴(kuò)大倍360/w0即可圖4所示，位表示舵轉(zhuǎn)動，低位表示機(jī)停頓。單元教學(xué)設(shè)計(jì)圖舵機(jī)動與停頓這樣，就會發(fā)當(dāng)舵機(jī)動180/w0，機(jī)就到180度并且開始停頓。當(dāng)我們將體時(shí)分個時(shí)機(jī)的動會許而當(dāng)我們將這整個時(shí)間分為數(shù)轉(zhuǎn)時(shí)和停頓時(shí)的叉合，們舵以角速w0/2做勻速轉(zhuǎn)動。就是我們所用微算法的一思，變舵轉(zhuǎn)的速度，同轉(zhuǎn)也較平。機(jī)人定導(dǎo)航機(jī)器人室外定位可使用北，在室這問就得雜多為了現(xiàn)室導(dǎo)，大波技術(shù)斷現(xiàn)其中Simultaneous）是目前對較熟被泛用的種內(nèi)位術(shù)（1LAM理算基礎(chǔ)。以描述為:機(jī)器人在未知的環(huán)境中從一個未位開始移過程中據(jù)置估計(jì)地進(jìn)行自定,同時(shí)造增量式圖,實(shí)機(jī)人自主定位和導(dǎo)航想象一一個未里如果想感知間的大概情況,那他需要伸展雙手作為他的”,不探四周否障物當(dāng)這“傳器有程圍,他需要斷移同時(shí)心中整合已經(jīng)感知到的信息感覺探索環(huán)境像是前遇過的某個置他會校正心中整合地會校正前所處當(dāng)然作一個育人,感知能力有以探索的環(huán)境信會存誤差會根己度到的障礙設(shè)一概值概越大,表示里有障物的可性大。個盲人索知環(huán)境場景基本可以示SLAM算法的主要。不討算法實(shí)現(xiàn)，只算思和概念做個本紹。（2LAM常傳器。要實(shí)現(xiàn)和自航器先感圍境的能尤其是要感知圍環(huán)深度息的力前深息要依靠激雷達(dá)和攝像頭。激光達(dá)有點(diǎn)是度高、響應(yīng)快、數(shù)據(jù)量小，可以成實(shí)時(shí)任務(wù)缺點(diǎn)是成高款口精度單激雷達(dá)價(jià)在萬元以圖是用激雷達(dá)建的萬平米室內(nèi)場導(dǎo)航地圖。單元教學(xué)設(shè)計(jì)圖激光雷達(dá)構(gòu)建內(nèi)場景導(dǎo)航地圖動

30分鐘舵機(jī)電機(jī)機(jī)人的動力來也是機(jī)器人的活動關(guān)節(jié)每一個數(shù)字舵機(jī)就相于機(jī)器的一個關(guān)節(jié)通過對舵機(jī)和機(jī)的控制就可以機(jī)器人完成各種復(fù)雜動作但機(jī)人通常是多個關(guān)節(jié)構(gòu)成果我們按照單舵機(jī)的控制法依次控制每個舵機(jī)器的作會得常硬根本無法完我們預(yù)想的動作果讓器人非常自平滑完成動作，那就需要了解和掌握舵機(jī)的控制方法下以2個機(jī)制例重介多舵的控制方法及軟件實(shí)現(xiàn)原簡介首先知道一就是我們的機(jī)速是定的制要完成兩舵機(jī)不速率的動采用了一個微算法實(shí)就是時(shí)而降低一個或者多個舵機(jī)的轉(zhuǎn)動速率。我先舉個例子。假機(jī)從0°轉(zhuǎn)到，時(shí)2號機(jī)要從0°轉(zhuǎn)到。不處么號2號舵機(jī)同時(shí)轉(zhuǎn)到號舵機(jī)不轉(zhuǎn)1號機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)到180°這樣就會導(dǎo)致機(jī)器人難以完成許多動作假設(shè)舵直接從0°轉(zhuǎn)到180°的間t，那么號機(jī)際時(shí)是暫間t/2。如果我們將整個時(shí)間t分n份，單元教學(xué)設(shè)計(jì)次讓舵機(jī)轉(zhuǎn)動t/2n，然后再停t/2n當(dāng)n足時(shí)，我機(jī)就可原來二分之一的速度勻速轉(zhuǎn)動從而達(dá)到控制舵機(jī)轉(zhuǎn)速。軟件設(shè)計(jì)軟方面關(guān)于舵機(jī)的控制以參考上一小節(jié)這里講解分法現(xiàn)前所提及的子們的時(shí)份n應(yīng)該竟可能這才會使舵機(jī)轉(zhuǎn)動得更加均勻但由實(shí)際情況下，舵的控制間，么分的最時(shí)間的長就不小于。在次代碼中我們設(shè)置一個動作成時(shí)（機(jī)從目前角度轉(zhuǎn)到目標(biāo)角度的間間可以）是1s，那么時(shí)間份是1000*2/51000除2.5）裝載的PWM的角度角度加角度差的NeedCount分一，從實(shí)現(xiàn)舵機(jī)的近勻速轉(zhuǎn)動。本次微代碼如清單。-----------碼清單1-------------DwmHandleValueLoad(void){staticunsigned//用于加載新動作intj;//完目前動{/**計(jì)算下的和*/NeedCount=1000*2/5;//計(jì)算下需的分?jǐn)?shù)for(j=j<2;j++){if(dghNextData[j]dghData[j]){Dp=-dghData[j];Dpwm[j]Dp/NeedCount;}if(dghNextData[j]<=dghData[j]){Dp=-Dpwm[j]=Dpwm[j]=-Dpwm[j];}}=0;}//繼前動作{/**載下輪定器需的數(shù)值*/if(RunOverFlag//運(yùn)完當(dāng)前動作一組數(shù)據(jù){單元教學(xué)設(shè)計(jì){HaveCount0;}-判斷個動作是趨近結(jié)束{//作束載動{casecasedghNextData[1]=600;casecasedghNextData[1]=600;dghNextData[2]=600;}for(j=j<2;{dghNextData[j];//并且直接過到目標(biāo)位置}=1;HaveCount0;}{for(j=j<2;j++)//加當(dāng)動的一數(shù)據(jù){=}}=0;單元教學(xué)設(shè)計(jì)}}}---------------------------------------------------------------------------上述碼中通過-來斷一個動作否趨近結(jié)束，這個語句的是表這個機(jī)是我時(shí)是控制個舵機(jī)完成第一個舵在內(nèi)的電平制，再控制第二舵機(jī)在內(nèi)的電平，當(dāng)所有舵控制完，才會載下組據(jù)?，F(xiàn)鐘語音識別從技術(shù)實(shí)現(xiàn)上總的來說可分為“線語音識別”和“聯(lián)網(wǎng)語音識別”。下分別舉給出實(shí)現(xiàn)過程。離語識（機(jī)聲學(xué)）下面從語音采樣訓(xùn)練模型、測試三個步驟進(jìn)行詳細(xì)介?！菊Z音樣（1）置語識樣名。6所，我們打開機(jī)器學(xué)習(xí)-音別件并置好需識別的樣本名樣本稱別名為背景人工智能大數(shù)據(jù)。圖設(shè)樣本名稱（2采“景聲”聲音本。所示們打克風(fēng)鈕，“背景噪”音本。圖集“背景噪”音樣本單元教學(xué)設(shè)計(jì)（集樣。圖所示長按克風(fēng)不斷重復(fù)人智，采集“人工智”聲音本。圖8集聲音樣本（重采聲樣。圖所，我長按克風(fēng)斷重復(fù)“大數(shù)據(jù)，采集“數(shù)”聲音樣本。圖9復(fù)采集聲音本【訓(xùn)練型如圖所示，點(diǎn)開練鈕始前們的本。圖10始訓(xùn)練【測】（）語音入測。示對風(fēng)時(shí)測識是景噪聲。單元教學(xué)設(shè)計(jì)圖無語音入測試（2）語音測試。圖所，麥風(fēng)說“人智”預(yù)測果別是“人智能。圖音輸入測試聯(lián)網(wǎng)音別（度AI）聯(lián)網(wǎng)語識別主要使用度AI開源音識術(shù)，百度AI的音別API將音文轉(zhuǎn)相對應(yīng)的字輸屏幕顯或達(dá)到與機(jī)互的力。聯(lián)語識主要分兩節(jié)，先從端制音，并將頻件輸至服，然后服器與百度語音別API進(jìn)行交互，頻作數(shù)過返頻件中識別的文字，后服務(wù)器對文字息做處并對終端回相應(yīng)的操作。使用度AI的音別API需要以下驟：先入度能官注并登，然后擇人工智能產(chǎn)品下的短語音技術(shù)模塊建據(jù)文的來音頻件轉(zhuǎn)成文字功能；具體代碼如代碼清單所：-----------碼清單2-------------StringtransformTxtFromVideo(File{//上申請的appkey如$apiKey="g8eBUMSokVB1BHGmgxxxxxx"String"kVcnfD9iW2XVZSMaLMrtLYIz";//填寫上申請的APPSECRET如$SECRET_KEY="94dc99566550d87f8fa8ece112xxxxx"SECRET_KEY="O9o1O213UgG5LFn0bDGNtoRN3VWl2du6";StringURL="";//可改為String="audio_voice_assistant_get";//文格式支式，極速版額外支持m4a式String-3);單元教學(xué)設(shè)計(jì)is=byte[]=Stringnull;try{//獲文容==newSECRET_KEY,SCOPE);holder.resfresh();=holder.getToken();speech=base64Encode(content);JSONObject=new1537);params.put("cuid","1");content.length);speech);URL(URL).openConnection();conn.setRequestProperty("Content-Type",conn.setDoOutput(true);conn.getOutputStream().write(params.toString().getBytes());conn.getOutputStream().close();=}{if(isnull){try{is.close();}{e.printStackTrace();}}}result;}1.項(xiàng)一

()本姿態(tài)外置姿態(tài)隨時(shí)獲取當(dāng)姿態(tài)據(jù)了保證夠常外同時(shí)應(yīng)相復(fù)雜閉環(huán)制法保持身正常站擁舵說只著重關(guān)心和轉(zhuǎn)雙加萬向四加轉(zhuǎn)向都是錯其雙加萬向輪組轉(zhuǎn)向尤其出搭建整比重心低且整中心處而四加轉(zhuǎn)向組是額外舵因應(yīng)該盡滿足——姿還頭麥風(fēng)喇綜述推薦:圖13器人主器示共五五/2.0USBminihdmi高頻和舵遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足供外USB攝頭模組并且minihdmi也是非內(nèi)置六地獲取本姿態(tài)數(shù)據(jù)而他還寸觸內(nèi)麥克喇ifi/藍(lán)牙功非?；ジ鞣N操作總言之該源豐富強(qiáng)滿足多種不同2應(yīng)號如時(shí)須到模(攝頭時(shí)到麥克風(fēng)文薦則使其內(nèi)置麥風(fēng)外USB卡頻號采集時(shí)到ifi功如不板載if