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《足球机器人实训》教学大纲

     编辑:詹雯    [发布时间]:2019-09-20    [浏览次数]:

《足球机器人实训》教学大纲

课程英文名

Football robot Practical Training

课程代码

 

学分

1.0   

总学时

16

理论学时

6

实验/实践学时

10

课程类别

文化素质课

课程性质

 选修

先修课程

C语言

适用专业

理工科学生

开课学院

工程训练中心

执笔人

王栋

审定人

王斌锐    

制定时间

2018 09

 

一、课程地位与课程目标

(一)课程地位

本课程是面向“新工科”智能机器人应用的计算机控制技术实践课程,适合有一定C++基础的计算机软件设计(机器人电子技术)爱好者。依托ROBOTCUP国际小型足球机器人竞赛平台,以案例学习和竞赛训练的方式培养学生LUAC++计算机语言的应用能力,课程内容生动有趣,对抗竞争真情实景,AI技术渗透其中,是科技与人文精神培养的良好统一载体。

(二)课程目标

1.专业教学方面:通过足球机器人竞赛平台实训,计算机C++软件知识和设计方法的学习融入到实际足球机器人竞赛情境,要使学生进一步加强对理论知识的理解,提高理论联系实际和AI技术实践能力。

2.思政教育方面:足球机器人的计算机AI控制策略和程序设计方法与现场实现复杂而多变,要求学生以小组团队学习形式,掌握技术的同时,要培养科学严谨、团结协作、合作奉献、努力创新的综合素养与科学精神。

二、课程目标达成的途径与方法

由于足球机器人计算机C++软件知识和AI设计方法复杂而抽象,为了达成上述课程教学目标,课程计划从以下三个阶段开展实训教学活动:

1.基础入门阶段:采用案例教学方法:首先,通过播放经典的学生现场训练、比赛视频案例,让学生直观地了解足球机器人基本的硬件组成、功能特点以及控制系统的工作原理、控制方法。其次,结合对抗比赛视频,以若干经典LWA\C++程序案例,具体讲解达成机器人攻防策略的程序设计思想、基本方法、代码技巧。为开展自主设计环节打好基础。

2.自主设计阶段:采用自主设计与计算机仿真相结合的方法:在上述案例学习的基础上,需要足球机器人计算机仿真工具的配合下,通过拿球、控球、传球、接球、射门等等系列递进式程序实验环节,在理论结合实际的不断循环迭代中,让学生逐步提高对足球机器人控制思路认识、加深对LWA\C++控制程序的理解,促进学生编程方法与实践经验技巧的掌握。

3.现场实训阶段:通过“做中学”的进一步强化理论与实战能力。真实的对抗场景最能激发学生学习知识技术的能动性、不懈探究与解决问题的创新精神。本环节将以学习小组的教学组织形式,通过由易到难、由简到繁的多层次阶段的现场实验题目,有单项训练再到小组对抗实验项目,不断磨练学生团队的程序设计水平以及团队合作能力,此阶段将使学生的科学知识、技术能力与工程师综合素养得到均衡的发展与升华。

三、课程目标与相关毕业要求的对应关系

课程目标

课程目标对毕业要求的支撑程度(HML

 

 

 

课程目标1

 

 

 

课程目标2

 

 

 

……

 

 

 

注:1.支撑强度分别填写HML(其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低)。

2.不涉及工程教育认证的公共基础课程(含必修和选修)不填写上表。

3.各专业的非公共基础课程的毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。

四、课程主要内容与基本要求

知识点

主要内容

基本要求

第一章 足球机器人系统概述

1足球机器人竞赛概述

L1

2足球机器人机电系统认知

L1

3足球机器人视觉平台概述

L1

4足球机器人场地认知

L1

第二章 足球机器人软件基础

1足球机器人决策系统概述

L1

2LUA策略脚本程序入门

L2

3) 足球机器人管理软件应用

L2

4) LUA实战案例脚本仿真应用

L2

第三章 足球机器人程序设计与应用

1C++开发环境搭建

L2

2C++静态库与工具包

L2

3) 自定义DLL方法与应用

L3

4DLL实战案例分析与应用

L3

 

 

 

基本要求:L1-理解,L2-掌握,L3-熟练掌握

五、课程学时安排

章节号

教学内容

学时数

学生任务(作业、自学、讨论等任务要求)

对应课程目标

1

足球机器人竞赛与平台概述、竞赛场地与机电系统认知

2

课堂比赛视频互动点评;

完成课后作业1-11-4

课程目标1

2

足球机器人决策系统概述,管理软件应用,LUA策略脚本程序入门与实战案例脚本仿真方法。

6

课堂策略脚本问题互动讨论;完成课后作业2-12-4

课程目标1

3

C++开发环境搭与静态库与工具包的应用方法DLL案例分析与自主开发方法。

8

课堂案例分讨与讨论

完成课后作业3-13-4

课程目标1

思政目标1

序号

实验项目名称

学时

基本要求

学生任务

实验性质

实验类别

1

SOM决策管理软件应用

2

要求学生理解足球机器人技术平台的组成与运行原理。决策系统的工作原理。

了解足球机器人竞赛情况,学习足球机器人机械与电路硬件的组成与工作原理。理解机器人视觉与场地决策管理系统的工作机理。

验证

必做

2

LUA策略脚本程序应用与仿真

2

要求学生掌握LUA语言程序基本应用与仿真方法

以教材实战例题为样板,结合官方函数。学生学习理解LUA语言的语法规律、基本掌握其设计与仿真应用方法

验证

必做

3

DLL案例应用实验

2

要求学生理解DELL程序基本设计、掌握其应用仿真的方法

结合DELL拿球、传球、接球等案例程序为学习样板,在仿真工具的辅助下,学习体会并理解基本动作的原理、设计方法。

设计

必做

4

自定义程序设计与仿真实验

2

要求学生完成足球DELL基本策略脚本程序设计。

自主设计、开发并完善足球DELL基本策略脚本,包括拿球、传球、接球到射门的基本动作。并完成仿真实验。

设计

必做

5

现场机器人脚本运行实验

2

要求学生在现场完成足球二次开发策略脚本程序设计与调试工作。

在足球场地上,要求学生小组形式,完成跑位、控球、接传球、射门等的实战技术动作。完成一传一射功能,并达到较高的成功率(50%)。

设计

必做

六、实践环节及基本要求

注:1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等;2.实验类别指必做、选做等。

 

七、考核方式及成绩评定

考核内容

考核方式

评定标准(依据)

占总成绩比例

过程考核

含到课率、课堂讨论发言、平时课堂与实验作业

平时成绩登记表(课堂与实验作业),学生作业成绩。

40

期末考核

项目小组比赛

小组足球场地比赛分数

60

考核类别

考查

成绩登记方式

百分制

八、推荐教材与主要参考书

(一)推荐教材:《SOM v3.2二次开发手册》,彭莉、施晔等,江苏南江乐博机器人,20177月,V3.2.0

(二)主要参考书:

1.SOM-V3.2软件用户手册》,王晓彬,江苏南江乐博机器人,20176月,V3.2.

2.《小型足球机器人产品说明》,王晓彬,江苏南江乐博机器人,20163月,V1.2.