智能車競賽技術(shù)講座 教學(xué)大綱

第頁智能車競賽技術(shù)講座一、課程說明課程編號：090107X10課程名稱：智能車競賽技術(shù)講座/Intelligentcarcontesttechnicalseminars課程類別：學(xué)科基礎(chǔ)課學(xué)時/學(xué)分：16/1先修課程：高等數(shù)學(xué)，大學(xué)物理適用專業(yè)：自動化、測控技術(shù)與儀器、智能科學(xué)與技術(shù)、電氣工程及其自動化、通信工程、電子信息工程、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息安全、物聯(lián)網(wǎng)工程、軟件工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)、能源與動力工程、機(jī)械設(shè)計制造及其自動化、微電子科學(xué)與工程、車輛工程、交通設(shè)備與控制工程、材料科學(xué)與工程等相關(guān)專業(yè)教材、教學(xué)參考書：1.卓晴,黃開勝著.學(xué)做智能車-挑戰(zhàn)“飛思卡爾”杯.北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2012年2.閆琪,王江,熊小龍,朱德亞等.智能車設(shè)計-“飛思卡爾杯從入門到精通”.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2014年3.隋金雪,楊莉,張巖.“"飛思卡爾”杯智能汽車設(shè)計與實(shí)例教程.北京:電子工業(yè)出版社,2014年二、課程設(shè)置的目的意義該課程旨在幫助參加“全國大學(xué)生智能車競賽”的學(xué)生和廣大業(yè)余車模愛好者自主研究和制作能自動識別道路并穩(wěn)定高速行駛的移動智能機(jī)器人。通過本課程學(xué)習(xí)讓學(xué)生了解車模的機(jī)械調(diào)整、控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計、軟件仿真、控制策略以及單片機(jī)開發(fā)等多方面的基本知識，為學(xué)生自主開發(fā)快速、穩(wěn)定的智能車奠定基礎(chǔ)。三、課程的基本要求知識：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解教育部舉辦的全國大學(xué)生智能車競賽的歷史、意義和發(fā)展趨勢，掌握智能車的工作原理、基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行知識，獲得較好的智能車系統(tǒng)分析、設(shè)計及開發(fā)方面的工程實(shí)踐知識，具有初步的工程管理、節(jié)約資源、環(huán)境保護(hù)、社會法律等基本知識。能力：通過本課程學(xué)習(xí)，要求學(xué)生對智能車的發(fā)展概況、基本原理、前沿知識和應(yīng)用領(lǐng)域有初步了解；對智能車競賽的光電、攝像頭、電磁等導(dǎo)航方案的智能車主要理論與技術(shù)有一定掌握，啟發(fā)學(xué)生對后續(xù)新組別的智能車研究、開發(fā)能力；針對智能車循跡、避障等具體問題提出有效的解決方案，提高研究開發(fā)出穩(wěn)定、高速智能車系統(tǒng)的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，提高分析、發(fā)現(xiàn)、研究和解決問題的能力。素質(zhì)：通過本課程的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生建立光、機(jī)、電一體化的觀念；通過課程中的分析、討論、辯論培養(yǎng)分析溝通交流的素質(zhì)，提升學(xué)生的基本素質(zhì)；通過課外導(dǎo)學(xué)的模式，提升自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識，形成不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的素質(zhì)。四、教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計課程基本內(nèi)容包括道路檢測、電機(jī)驅(qū)動、控制策略算法、單片機(jī)調(diào)試以及模型車制作等方面的基本內(nèi)容，其中重點(diǎn)和難點(diǎn)是如何提高智能車的速度和穩(wěn)定性。章節(jié)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時學(xué)時分配教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）講課(含研討)實(shí)踐第1講概述；光電組方案道路檢測22智能車的工作原理、基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行知識；光電對管、激光管的工作原理，設(shè)備選型，傳感器布局，及基本賽道識別。斜入十字彎、單雙線識別、直角彎、障礙物、不對稱坡道等特殊賽道元素識別開展研討式、案例式、互動式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生對光電組方案道路檢測的理解。第2講攝像頭組方案道路檢測22攝像頭的工作原理，設(shè)備選型，降低攝像頭高度與圖像校正，及基本賽道識別。斜入十字彎、單雙線識別、直角彎、障礙物、不對稱坡道等特殊賽道元素識別開展研討式、案例式、互動式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生對攝像頭組方案道路檢測的理解。第3講電磁組方案道路檢測22電磁傳感器類型、工作原理，設(shè)備選型，傳感器布局，及基本賽道識別。斜入十字彎、單雙線識別、直角彎、障礙物、不對稱坡道等特殊賽道元素識別開展研討式、案例式、互動式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生對電磁組方案道路檢測的理解。第4講電機(jī)驅(qū)動22驅(qū)動模塊的各種方案為降低內(nèi)阻，詳細(xì)講解分立元件驅(qū)動電路開展研討式、案例式、互動式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計合理的驅(qū)動電路的能力。第5講模型車制作22光電、攝像頭、電磁三種智能車的硬件設(shè)計、機(jī)械調(diào)整要點(diǎn)。在基本要求的前提下，力爭做到重量最輕、重心最低開展研討式、案例式、互動式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生對模型車制作的理解，掌握機(jī)械安裝、調(diào)整方法。第6講控制策略算法22單電機(jī)、雙電機(jī)驅(qū)動的控制算法，舵機(jī)的控制算法，雙閉環(huán)的硬件實(shí)現(xiàn)與控制算法在滿足控制要求的前提下，降低算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度開展研討式、案例式、互動式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生針對不同的被控對象選用合適的控制算法的能力。第7講直立智能車22光電、攝像頭、電磁三種直立智能車的實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)。傾角控制開展研討式、案例式、互動式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生對直立智能車的理解，確保傾角魯棒性。第8講調(diào)試22智能車硬件、軟件調(diào)試的要求和