《自主导航技术实践》教学大纲

《自主导航技术实践》教学大纲课程编号：13230440英文名称：AutonomousNavigationTechnologyPractice学分：2学时：总学时2周，其中实践2周先修课程：自主导航与定位技术课程类别：专业方向选修课程授课对象：机器人工程专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第7学期一、课程描述和目标自主导航技术实践是机器人专业选修的专业方向课。本课程以机器人SLAM技术为载体，以应用需求为重点，着重于学生定位与导航项目设计思维和创新意识的培养，提高学生解决复杂工程问题的能力。本课程拟达到的课程目标:课程目标1：能根据移动机器人自主定位与导航的实验数据，运用统计等相关方法，分析实验结果，解释实验现象，得出有效结论。课程目标2：能根据合理的设计方案，开发移动机器人定位和导航的算法，完成机器人对周边环境的感知检测，并分析该算法的局限性。课程目标3：能够运用路径规划算法，寻找最优路径，在避障的同时减少移动机器人能耗，使移动机器人不会对环境和人类造成损害和隐患。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重4.4能够运用统计分析、时频域分析或其他相关方法，对实验结果进行分析，合理解释实验现象，并通过信息综合得到合理有效的结论。课程目标1M5.3能够针对包含具体检测、控制对象在内的机器人工程系统工程问题，开发或选用满足特定需求的现代工具，模拟、预测机器人工程相关领域的专业问题，并能够分析其局限性。课程目标2H7.2能够站在环境保护和可持续发展的角度思考机器人工程相关领域的工程实践的可持续性，评价产品周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患。课程目标3L（注：要求课程目标与毕业要求指标点应是一一对应支撑）三、教学内容、基本要求与学时分配设计与实践时间为不停课2周，10个教学工作日，具体分配如下：序号教学内容实验内容与要求天数类型对应课程目标1任务分配，查阅资料根据移动机器人定位与导航设计任务书，查阅资料，确定设计方案。1综合课程目标22设计方案根据移动机器人导航设计指标要求，给出多个方案，经论证给出最优方案。2设计课程目标1课程目标23硬件设计和编程根据选题的设计要求，拟定设计方案，并进行移动机器人传感器、控制器、驱动器等硬件搭建和软件编程。3设计课程目标1课程目标34硬件安装和调试阶段进行智能机器人整体硬件调试，排除故障，修改硬件和程序，达到设计指标要求。3验证课程目标1课程目标25设计报告、汇报演示按规定的格式编写移动机器人导航设计项目实践报告，演示功能指标情况，讲解项目实现过程。1演示课程目标3合计10注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括演示、验证、综合、设计等。四、课程教学方法总体设计：采用项目驱动的模式，以实际工程中的移动机器人机器人导航应用为导向，制定设计任务，通过集中设计、个别答疑、集中汇报演示和实践报告来实施本课程。任务分配：布置移动机器人导航任务书，集中开展任务讲解和指导。集中设计：集中开展项目设计，包括查阅资料、制定设计方案、硬件搭建、软件编程、安装调试等。个别答疑：集中设计过程中对学生遇到的问题进行讲解答疑，考察学生的设计过程。汇报演示：集中开展项目设计的汇报和功能演示，分析指出项目设计中存在的问题和不足。

实践报告：从设计内容和格式规范方面审阅项目实践报告。五、学业评价和课程考核1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由设计表现、中期考察、汇报演示、实践报告组成，均按百分制计分，其中设计表现成绩占20%、中期考察成绩占20%、汇报演示成绩占30%、实践报告成绩占30%。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1设计表现5105202中期考察5105203汇报演示101010304实践报告10101030课程目标对应分值304030100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分设计表现积极投入到移动机器人导航项目设计中，查阅资料与设计开发主动性高，团队讨论参与度强。较积极投入到移动机器人导航项目设计中，查阅资料与设计开发主动性较高，团队讨论参与度较强。能投入到移动机器人导航项目设计中，查阅资料与设计开发主动性一般，团队讨论参与度一般。不能投入到移动机器人导航项目设计中，查阅资料与设计开发主动性差，不参与团队讨论。中期考察移动机器人导航项目进度正常，已完成移动机器人60%功能，中期演示效果好。移动机器人导航项目进度较慢，已完成移动机器人40%功能，中期演示效果较好。移动机器人导航项目进度很慢，已完成移动机器人20%功能，中期演示效果一般。移动机器人导航项目进度停滞，无法开展移动机器人项目的中期演示。2.期末考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分汇报演示能够快速、准确地演示移动机器人导航项目要求的功能，设计方案合理规范，设计思路清晰，符合实验内容要求。能够较好地演示移动机器人导航项目要求的功能，设计方案较合理规范，设计思路较清晰，符合实验内容要求。能够基本演示出移动机器人导航项目要求的功能，设计方案基本合理，设计思路基本清晰，基本符合实验内容要求。未能演示出移动机器人导航项目要求的功能，设计方案不合理，设计思路混乱，不符合实验内容要求。实践报告设计报告版面整洁、移动机器人导航设计内容描述完整，程序流程图规范，项目问题剖析深刻。设计报告版面整洁度、移动机器人导航设计内容完整性一般，程序流程图规范性一般，项目问题剖析不够深刻。设计报告版面基本整洁、移动机器人导航设计内容基本完整，程序流程图基本规范，项目问题剖析简单。设计报告版面混乱、移动机器人导航设计内容不完整，程序流程图不规范，无项目问题剖析。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《自动驾驶与机器人中的SLAM