自動(dòng)避障機(jī)器人

自動(dòng)避障機(jī)器人教案部門班級(jí)任課教師日期教具多媒體設(shè)備，課件，EV3套裝教學(xué)內(nèi)容（課題）自動(dòng)避障機(jī)器人教學(xué)目標(biāo)1、 認(rèn)識(shí)超聲波傳感器。2、 學(xué)習(xí)“等待（超聲波）”模塊的用法。3、 學(xué)會(huì)使用超聲波傳感器解決問題。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)：認(rèn)識(shí)超聲波傳感器；學(xué)習(xí)“等待（超聲波）”模塊的用法；設(shè)計(jì)一個(gè)裝有超聲波傳感器的機(jī)器人。難點(diǎn)：讀取機(jī)器人與障礙物的距離；編寫程序，使機(jī)器人檢測(cè)到障礙物后及時(shí)轉(zhuǎn)向，避開障礙物。教學(xué)過程一、 點(diǎn)名記錄考勤。（1分鐘）二、 聯(lián)系（10分鐘）研發(fā)歷史從20世紀(jì)70年代開始，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家開始進(jìn)行無人駕駛汽車的研究，在可行性和實(shí)用化方面都取得了突破性的進(jìn)展。中國(guó)從20世紀(jì)80年代開始進(jìn)行無人駕駛汽車的研究，國(guó)防科技大學(xué)在1992年成功研制出中國(guó)第一輛真正意義上的無人駕駛汽車。2005年，首輛城市無人駕駛汽車在上海交通大學(xué)研制成功。世界上最先進(jìn)的無人駕駛汽車已經(jīng)測(cè)試行駛近五十萬公里，其中最后八萬公里是在沒有任何人為安全干預(yù)措施下完成的。技術(shù)原理無人駕駛汽車是通過車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境，自動(dòng)規(guī)劃行車路線并控制車輛到達(dá)預(yù)定目標(biāo)的智能汽車。它是利用車載傳感器來感知車輛周圍環(huán)境，并根據(jù)感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息，控制車輛的轉(zhuǎn)向和速度，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。本節(jié)課里，機(jī)器人將挑戰(zhàn)“無人駕駛”任務(wù)，即機(jī)器人能夠檢測(cè)到障礙物，并及時(shí)做出反應(yīng)動(dòng)作。例如，機(jī)器人前進(jìn)行駛中，檢測(cè)到距有方墻壁10cm時(shí)轉(zhuǎn)彎。這里我們需要為機(jī)器人增加一個(gè)“超聲波傳感器”。三、 建構(gòu)（50分鐘）1、 認(rèn)識(shí)超聲波傳感器人類耳能聽到的聲波頻率為20Hz-20KHz。當(dāng)聲波的振動(dòng)頻率小于20Hz或大于20KHz時(shí)，我們便聽不見了。因此，我們把頻率高于20KHz的聲波稱為“超聲波”。超聲波方向性好，穿透能力強(qiáng)，在水中傳播距離遠(yuǎn)。自然界的動(dòng)物中，海豚和蝙蝠等動(dòng)物能夠通過超聲波識(shí)別障礙物。超聲波傳感器是一種數(shù)字傳感器，可以測(cè)量與前面的物體相隔的距離。它是通過發(fā)射高頻聲波并測(cè)量聲波被發(fā)射回傳感器時(shí)所需的時(shí)間來完成任務(wù)的。該音頻很高，人耳聽不到」。測(cè)量的距離可以用英寸或厘米表示，可檢測(cè)到的距離范圍是3到250厘米。超聲波傳感器能夠使機(jī)器人避免碰到障礙物，跟蹤移動(dòng)目標(biāo)。2、 活動(dòng)場(chǎng)地制作。選擇一個(gè)障礙物，將書本、墻壁、樂高整理箱或者前面課程的顏色方塊，作為障礙

物，用于超聲波傳感器識(shí)別。3、設(shè)計(jì)一個(gè)超聲波傳感器并與驅(qū)動(dòng)基座相連。搭建方法可參考EV3軟件-RobotEducator-基本知識(shí)一在某個(gè)物體處停止一驅(qū)動(dòng)基座的內(nèi)容步驟44、認(rèn)識(shí)“等待（超聲波傳感器）”模塊。首先在流程控制類找到等待模塊，選擇“超聲波傳感器”，點(diǎn)擊“更改”，選擇“距離（厘米）”。回回囹aa^*￥?HEJNKTQl囹aa^*￥?HEJNKTQl。I5T4設(shè)置這個(gè)模塊為“方向1，量10”。超聲波傳感器默認(rèn)的是4號(hào)端口，搭建的時(shí)候確保安裝正確。此時(shí)“等待（超聲波傳感器）”模塊就設(shè)定好了。在流程控制類找到等待模塊，選擇“超聲波傳感器”，點(diǎn)擊“比較”，選擇“距離（厘米）”。在流程控制類找到等待模塊，選擇“超聲波傳感器”，點(diǎn)擊“比較”，選擇“距離（厘米）”。岷g俗普勝町州電卸曲出酒!3罪Ifc就柘5NXT隊(duì)他JffiHf；時(shí)甸■E.昌諧薛B岷g俗普勝町州電卸曲出酒!3罪Ifc就柘5NXT隊(duì)他JffiHf；時(shí)甸■E.昌諧薛B爵00時(shí)序虞圍能I瞄“■一匣的（英寸］設(shè)置這個(gè)模塊為“比較類型設(shè)置這個(gè)模塊為“比較類型4，閥值10”。超聲波傳感器默認(rèn)的是4號(hào)端口，搭建的時(shí)候確保安裝正確。此時(shí)“等待（超聲波傳感器）”模塊就設(shè)定好了。

5、認(rèn)識(shí)“循環(huán)”模塊循環(huán)模塊是可以容納編程模塊序列的容器。它會(huì)使所含的模塊序列重復(fù)執(zhí)行，可以選擇不斷重復(fù)執(zhí)行模塊、重復(fù)特定次數(shù)或是直至傳感器測(cè)試或其他條件為“真”。只有循環(huán)內(nèi)的模塊會(huì)重復(fù)執(zhí)行。在循環(huán)結(jié)束后，程序會(huì)繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)之后的模塊。3 □ai刃模式選擇器3 □a@輸入③"十?dāng)?shù)”輸出6、編程機(jī)器人檢測(cè)障礙物的程序，機(jī)器人前進(jìn)，行駛至距障礙物10cm處轉(zhuǎn)向，避開障礙物。6、編程機(jī)器人檢測(cè)障礙物的程序，機(jī)器人前進(jìn)，行駛至距障礙物10cm處轉(zhuǎn)向，避開障礙物。四、反思（15分鐘）1、如何讓機(jī)器人遇到障礙物時(shí)倒退20cm后轉(zhuǎn)向，避開障礙物繼續(xù)前行?五、課堂總結(jié)（4分鐘）1、學(xué)到了什么？認(rèn)識(shí)了超聲波傳感器，認(rèn)識(shí)循環(huán)模塊。會(huì)運(yùn)用循環(huán)模塊，實(shí)現(xiàn)程序反復(fù)執(zhí)行。學(xué)習(xí)“等待（超聲波）”模塊的用法，學(xué)會(huì)使用超聲波傳感器解決問題。設(shè)計(jì)一個(gè)裝有超聲波傳感器的機(jī)器人，并