《人工智能拓展创新》教学大纲.docx

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1、人工智能拓展创新教学大纲适用范困：2O2X版本科人才培养方案涕程代码：22I7（XM2课程性质：专业创新选修课学分：2学分学时：32学时（理论16学时，实舱16学时）先修课程：机器学习、深段学习与应用后蟆课程：毕业设计适用专业：人工智能专业开课单位：智能工程学院一、课程说明4人工智能拓展创新3是人工智能专业的专业创新选娉课,本课程重点学习计算机控制的机器人识别、控制、分析等技术的础知识及应用等。注无实践能力的培养，通过运用智能机器人控制技术实现机器人运动的应用，培养学生工程实践应用的能力。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标I：掌握智能机器人系统的细成结构，掌握智能传感器

2、的主要性能多数，掌握各种智能机器人工作原理,了解智能机器人的构成和关堆技术，正确理解居于人工智能的机器人信恩融合的系统结构及应用实例，并能进行简单的实践操作.邨程目标2：能鲂初步使用智能机湍人进行实践应用,掌樨智能机器人的工作原理与实例分析，掌弼服务、移动、轮式机落人的应用实例，培养学生科学、产建的创造性思维和研究性思维,为进一步学习和运用人工智能机器人相关方法解决实际问题奠定初步基础。课程H标3：通过课程学习，对智能机器人技术从整体上形成较消晰全面的了解，具法能膨对涉及人工智能领域的视觉问遨具备对采集的图像诳行分析、处理的能力，更重要的是培养学生积极思考、产法创新的科学态度和解决人工智能机腓

3、人感妞领域实际问题的能力.课程目标4：强谓培养学生的动手能力和团队协作能力：同时在项目开发过程中培养基本操作规范和安全意识，树立正确的审美观念和劳动观念.课程目标5：强调培养学生的动手能力和团队办作能力：要求学生通过编写程用来实现人工智能领域中基础程序设计，促使学生形成良好的世界观、人生观和价值观，同时在项目开发过程中培养基本操作规范和安全意识，树立正确的审美观念和劳动观念.三、课程目标与毕业要求4人工智能拓展创新课程教学曰标对人工智能专业毕业要求的支探见表1。表1课程/学目标与一业要求关系毕业要求指标点课程目标支部2.忖题分析，能够附用数学、自然科学和工程科学的基本原埋，识别、友达、并通过文

4、献研究分析人工资能及相关应用领域复杂工程问题.以获得有效结论.2.2能够基于数学、自然科学和工程科学等楣关科学原理,会通过文献研究寻求适用的人工智能及相关应用领域工程何即解决方案.课程目标1：掌獭智能机潺人系统的组成结构,*握智能传感器的主要性能参数,笊解各种智能机器人工作厚理，了解智能机器人的构成和关键技术，正确理解够于人工哲能的机器人信息融合的系统结构及应用实例,并旎进行简总的实践操作.M3.设计/开发解决方案，能婚针对人工智能及交叉应用领域工程向Sfi设计解决方案,设计海足特定需求的硬件部件、智能算法、系统集成应用,并能修在设计环节中体现创新意识，并考虑社会环境、健康、安全、法律、文化等

5、因泰。3.2设计针对人工智能领域复杂工程问璃的解决方案,包括设计或开发满足特定需求和约束条件的软便件系统、模块或算法流程，并能够进行模块和系统级优化课程目标2：旎鲂初步使用智能机器人进行实践应用，掌握智能机器人的工作原理与实例分析，掌握服务、移动、轮式机器人的应用实例,培养学生科学、严谨的创造性思维和研完性思维,为进一步学习和运用人工智能机器人相关方法解决实际问题奠定初步地础.H4.Mi能基于科学原理并采用科学方法对人工智能及相关应用领域的发架工程何典进行研究，包括系统的集成研究、算法的研究、梦做的优化,并通过信息综合籽到合理有效的结论.1.2能够构建强拟或实验系统,逋过信息综合分析和实抬结果

6、解释,说明其有效性、合理性,得到解决方案实施质麻的合理有效结论.课程目标2：能州初步使用智能机渊人进行实践应用掌握智能机器人的工作原理与实例分析，掌握服务、移动、轮式机器人的应用实例,培养学生科学、严谛的创造性思维和研窕性思维,为进一步学习和运用人工智能机零人相关方法解决实际问题更定初步基础.M9.个人和团队I能在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负贡人的角色。9.1理解团队合作的重要性,具有与团队成员或负说人协W合作的团队精神和能力，能够在多学科背景下的团队中独立或合作开展工作并发挥作用.课程目标3：通过课程学习，对智能机器人技术从将体上形成发清晰全面的J解,J1.备能郸对涉及人工智

7、能额城的视觉问鹿具备对采集的图像进行分析、处埋的能力，更隶要的是培养学生枳极思考、严通创新的科学态度和解决人工智能机器人感知领域实际问题的能力.M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配I.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。*2教学内容、基本央求与学时分配教学内容教学要求，教学点庵点理论学时实验学时对应的课程目标1.豹小秘的邮储与定位教学要求，对猎户星空R1.智能服务机器人豹小秘进行也置.构建地图.点：地图构隹设置.JtAi豹小秘配置和地图构建,221.22的小秘语青、ft识别JR务功能教学要求：利用语音识别和视频功能实

8、现对猎户星空AI智优服务机器人豹小秘的访客接待、老板分身和语音等功能，并充分发挥豹小秘的问答等功能进行人性化设?1.点I访客接待、老板分身和语音等功能.理点：访客接待、老板分身和语音等功能.221.231.E0i机易人平台软硬件系统初识；rosStudio1.EO移动抓取.教学要求，智能机器人平台便件架构.件架构组成介绍讲解.智能机器人组成及作用，拿握各种智能传感器的作用和性能。能终控制机械普在两个平台之间来回抓取择放.重点，控制机械臂在两个平分之间来网抓取择放。4点I控制机械祥在两个平台之间来网抓取择放。222、34.ROS里程计消息发布；RoS陀仪IauRk合教学要求使学生掌握导航模块如何

9、从STM32模块获取编码器数据，并H将涮码落数据计算转换成ROS的里程计Odom数据.学会校准里程计：掌握导航模块如何从STM32模块花取陀螺仪数据伯，井转化成ROSSenSorJnSgS/Imu。消息发布出来，与里程计。don进行R尔姓谑波融合。重点，编码器数据泞并转换成ROS的里程计OdOm数格.魔点：从SIM32模块获取陀螺仪数据位，并转化成RoSsensornsgs/1.mu.222、35.光达使用及位校准教学要求1使学生掌握如何校准激光雷达距禹底盘中心的距离及方向偏转角,用于将激光雷达的数据从激光而达坐标系下1aser_frame转换到底盘:中心坐标系下basefootprint.方

10、便建图使用。点，校准激光雷达距离底盘中心的距离及方向儡转角.难点，校准激光雷达距离底盘中心的Hi国及方向偏转角.222、36.使用gaapings1.a算法构建地图；自主导航校学要求，掌握mapping建图算法的使用和参数圜试：机器人自主导航运动,在地图上点击目标点位置，令机器人规划到目标点的路径，到达目标点，MAix三api11建图修法的使用。震点，机器人规划到目标点的路径和目标点.221、37.濠度筌像头数据融合到ove_baae导航中，实现立体遵障；基于SHK头实现人体IR功能教学要求：掌将掇像头的看到的隙码物添加到COS1.mi1.P中，并规划新跖径避开障碍物.使用深度摄像头识别人体,

11、并控制机器人跟随人体移动,当摄像头看到人体时，开始执行跟Ki操作.蹙点：深度摄像头识别人体并跟朋。难点:深度描像头识别人体并跟做，221、2、38.智能Jk方机4人控制和自主运动，能语音交互教学要求，掌婵利用智旎魔方机器人进行视觉识别、避障和移动凯迹规划控制等探作;利用语音控制机器人运动和语言导航。点，利川语音捽制机器人运动和语音导肮“难点：利用语音控制机器人运动和语音导航.221,2、31616五、教学方法及手段本课程以学生动手实践练习为主，理论知识讲解为辅，结合讨论案例、实验等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培界.使学生掌握仿计分机视觉的基咄知识,同时使学生对获取的图像具备分析、处理的

12、能力.在实践教学环节中.通过任务式教学、讨论式教学加深学生对计算机视觉的认识，培养学牛.自主学习能力、激发学生的创新思维.六、课程资源I.推荐救材:(I)冈萨密斯著,阮秋琦庠.数字图像处理(第漉).北京：电子工业出版社,2017.52.参考书:(1)杨淑莹.张桦.陈胜勇娘.数字图像处理：ViSUa1.StudioC+技术实现建北京：科学出版社.237.8(2)左Ej数字图像处理：原理与实践(MAT1.ABte)S.北京：电子工业出版社,2014.I(3)杨杰1.数字图像处理及MAT1.AB实现学习与实验指导3.北京：电子工业出版社,2016.93.期刊:（I）陈硕，骆一武刘丰.等.应用于水去检

13、定的机器视觉技术研究叫,电子测业与仪器学报、2017,31（1）:144-149.（2）段建民，ITM.战宇辰.基于机器视觉筛选GPSP星信号的无人驾驶汽车组合导航方法叫.电f技术应用.2016.42（1）:111-114.（3）刘艳雄.张克杰.毛华杰.域于机器视党的箭冲零件断面缺陷检测系统研浣U1.制造业自动化.2016.38（4）:3-7.（4）徐征,陈聿夫,孙谦舞.机器视觉精密测破中的显激光学聚焦IJ1.光学精密工程.2016,24(9):2095-21(X1(5)Ptre71.IftigoRodrfgucz,ROddguCZN,cta1.RoboGuidanceUsingMachine

14、ViSionTechniquesinIndus1.ria1.Environments:AComparativeReviewJ).Sensors.2016.16(3):335.4.网络资源:(1) hup:WWW，(2) http:WWW(3) hupw七课程考核对课程目标的支撑课程成绩全部由过程性考核成绩构成，具体考核/坪价细则及对课程目标的支押关系见表3。表3课程考楼对修程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则谭程目标1234过程性考核30（1）根据课堂出劲情况、课堂回答问IS情况、课程视频学习、章节.学习进行考核,满分K）O分.（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩，8812225（1）根据每个模块的分组任务完成情况和质Ift单独评分，满分100分：（2）每次分组任务单独评分，取各次评分的平均值作为此环节的域终成绩，（3）以最终成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩.1015线下模块报告25（1）主要考核学生对各模块知识点的史习、理解和掌握程度，满分100分：（2）每个模块单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩.（3）以晟终成缄乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。58102答辩竞20（1）根据竞罪规则，拟定比赛题目，制定评分赛细则和答辩安排，满分100分，以竞赛答斛成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入