《ROS機器人開發(fā)實訓(xùn)》教學(xué)大綱

《ROS機器人開發(fā)實訓(xùn)》教學(xué)大綱課程編號：13220515英文名稱：ProjectTrainingRobotDevelopmentofROS學(xué)分：3學(xué)時：獨立實踐環(huán)節(jié)總學(xué)時3周，其中實踐3周先修課程：高級語言、Python編程技術(shù)、人工智能基礎(chǔ)、機器學(xué)習(xí)與應(yīng)用課程類別：專業(yè)方向課授課對象：計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科學(xué)生教學(xué)單位：機械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第6學(xué)期一、課程描述和目標ROS機器人開發(fā)是運用人工智能、傳感器技術(shù)等多種學(xué)科知識進行機器人系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)，是復(fù)雜機器人系統(tǒng)設(shè)計的核心基礎(chǔ)。本課程使學(xué)生參與ROS機器人開發(fā)，基于機器人操作系統(tǒng)及相關(guān)編程方法，初步掌握基于ROS的復(fù)雜機器人應(yīng)用開發(fā)的方法和技巧，初步培養(yǎng)學(xué)生在機器人開發(fā)中的協(xié)同工作能力。課程目標1：基于對人工智能、機器人ROS等相關(guān)技術(shù)的認識，能夠通過技術(shù)分析等論證設(shè)計方案的可行性。課程目標2：針對復(fù)雜機器人問題需求，能夠選擇適當方法進行處理與分析，理解其優(yōu)勢和局限性,能夠掌握機器人方向重要資料來源和獲取方法。課程目標3：能夠理解并綜合運用機器人開發(fā)和人工智能相關(guān)技術(shù)，針對復(fù)雜機器人問題進行開發(fā)。課程目標4：能夠理解項目團隊合作與溝通的必要性，能夠主動組織協(xié)調(diào)或參與團隊活動，能以團隊合作形式完成ROS機器人相關(guān)項目的設(shè)計和開發(fā)。二、課程目標對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標權(quán)重指標點3-4：在計算機軟硬件系統(tǒng)、模塊或算法設(shè)計中，能夠考慮安全、健康、法律、文化及環(huán)境等制約因素。課程目標1H指標點4-3：能夠根據(jù)實驗方案構(gòu)建計算機軟硬件實驗系統(tǒng)，安全地開展實驗并正確地采集、整理實驗數(shù)據(jù)。課程目標2H指標點4-4：能夠?qū)嶒灁?shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析，合理解釋實驗現(xiàn)象，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。課程目標3L指標點9-3：能夠組織、協(xié)調(diào)和指揮團隊開展工作，辯證吸收團隊其他隊成員的意見和建議，運用專業(yè)知識進行合理決策和管理。課程目標4H三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點（含德育要求）學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標1課程設(shè)計任務(wù)、目的、要求及考核方式布置和講解課程設(shè)計題目學(xué)生分組，指定組長，按組選定題目理解項目實訓(xùn)的規(guī)范要求，理解項目實訓(xùn)題目。完成分組，4至5位同學(xué)為一個小組。德育要求：家國情懷、服務(wù)社會、團隊協(xié)作。1天講授式啟發(fā)式課程目標1課程目標2課程目標3課程目標42ROS機器人開發(fā)項目需求分析、功能模塊設(shè)定完成項目需求分析、功能模塊設(shè)定。成果體現(xiàn)在項目實訓(xùn)設(shè)計報告中。德育要求：創(chuàng)新意識、社會責(zé)任、科學(xué)素養(yǎng)、工匠精神、團隊協(xié)作。2天分組討論式課程目標1課程目標2課程目標3課程目標43ROS機器人開發(fā)項目代碼編寫完成ROS機器人項目中各功能模塊的開發(fā)。成果體現(xiàn)在應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)源代碼中。德育要求：科學(xué)素養(yǎng)、工匠精神、團隊協(xié)作。10天分組討論式課程目標1課程目標2課程目標3課程目標44ROS機器人開發(fā)項目程序測試項目實訓(xùn)設(shè)計報告完成項目所涉及的各種功能，完成項目實訓(xùn)設(shè)計報告。德育要求：科學(xué)素養(yǎng)、工匠精神、團隊協(xié)作。1天分組討論式課程目標1課程目標2課程目標3課程目標45提交項目代碼和項目實訓(xùn)設(shè)計報告匯報答辯以小組形式匯報答辯。德育要求：團隊協(xié)作、工匠精神。1天演示答辯式課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4合計15天四、課程教學(xué)方法采用分組討論、演示答辯等教學(xué)方式。五、學(xué)業(yè)評價和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評價相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由平時考勤、課程項目考核（項目作品、項目文檔、演示答辯）組成，均按百分制計分，其中平時考勤成績占5%、課程項目考核成績占95%2.課程目標達成考核與評價序號考核方式課程目標1（分值）課程目標2（分值）課程目標3（分值）課程目標4（分值）合計1平時考勤000552項目作品1015205503項目文檔55155304演示答辯255315課程目標對應(yīng)分二）考核與評價標準1.項目綜合大作業(yè)考核與評價標準分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分項目綜合大作業(yè)大作業(yè)規(guī)范，符合課程論文寫作要求；內(nèi)容主題明確，符合課程教學(xué)內(nèi)容，有明確的綜合分析論點。敘述清楚，理論正確，結(jié)論嚴謹合理；文字規(guī)范。結(jié)果正確、完整，分析準確，有條理，截圖清晰?？偨Y(jié)不空洞，具體、有內(nèi)涵，體現(xiàn)出深入的思考過程。大作業(yè)格式符合課程論文寫作要求；主題明確，符合課程教學(xué)內(nèi)容，具有較好的綜合分析論點。敘述描述良好，理論正確，結(jié)論合理；文字較規(guī)范。結(jié)果正確、比較完整，分析比較準確，條理一般，截圖清晰?？偨Y(jié)不空洞，具體、有內(nèi)涵，較好地體現(xiàn)出思考過程。大作業(yè)格式符合課程論文寫作要求；主題基本明確，較符合課程教學(xué)內(nèi)容，具有較好的綜合分析論點。敘述清楚，理論正確，結(jié)論基本合理；文字一般。結(jié)果正確、比較完整，分析、條理一般，截圖不清晰?？偨Y(jié)不空洞，具體、有內(nèi)涵，基本體現(xiàn)出思考過程。大作業(yè)格式不符合課程論文要求，僅能反映部分主題內(nèi)容，論文結(jié)構(gòu)不完整，論點分析不清晰。敘述不清楚，理論不正確，結(jié)論不合理；文字不通順。結(jié)果不正確，分析條理不清楚，截圖不清晰?？偨Y(jié)空洞，不具體；缺乏思考過程。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《ROS機器人程序設(shè)計（原書第2版）》，[西班牙]恩里克·費爾南德斯等著劉錦濤等譯，機械工業(yè)出版社，2016年1月版；2.《ROS機器人開發(fā)實踐》，胡春旭著，機械工業(yè)出版社，2020年1月版；（二）參考資料1．《ROS機器人開發(fā)：實用案例分析》，[美]卡羅爾·費爾柴爾德,托馬斯·L.哈曼著，吳中紅等譯，機械工業(yè)出版社，2020年4月版；