【核心素养目标】第3单元 第2课《避障机器人-感知障碍与行动规划》课件+素材-【清华大学版2024】《信息科技》五上

(课件网) 第三单元 第2课 避障机器人—感知障碍与行动规划 （清华大学版）五年级 上 1 核心素养目标 3 新知讲解 5 拓展延伸 7 板书设计 2 新知导入 4 课堂练习 6 课堂总结 课后作业 8 01 核心素养目标 信息意识 计算思维 数字化学习与创新 信息社会责任 在学习过程中，我们需要思考其对社会、环境和人类的影响。需要遵循伦理道德规范。 明白能够了解和掌握机器人技术的新途径，让我们可以随时随地学习机器人编程、设计和应用的知识。 能将问题分解是将复杂的任务分解为一系列简单的子任务，以便机器人能够逐步完成。 意识在机器人领域至关重要。它使我们能够敏锐地捕捉到机器人技术的最新动态和发展趋势。 02 新知导入 想要深入认识机器人，可以从开源机器人入手，了解相关的过程与控制原理，还可以自己尝试实现部分功能，比如我们常见的大部分机器人能够感知周围的障碍物，及时调整行进路径，避开障碍物，像这样的避障机器人应用了什么样的原理？制作这样的机器人原型需要什么样的工具和方法？这节课我们一起探索一下吧! 02 新知导入 如果想实现机器人的避障功能，要怎么实现呢？ 有障碍物， 我要转弯。 02 新知导入 思考 同学们，假设让你们制作一个简易机器人，你们会如何设计？会使用什么技术来实现呢？ 在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。 如果让我制作一个简易机器人，我会从以下几个方面进行设计： 外观设计：可以选择一个简洁的几何形状，如圆形、方形或人形，以便于制作和移动。 功能设计：选择合适的移动功能设计、感知功能设计、控制功能、交互功能等。 材料选择：机身材料轻便、电子元件质量可靠工具配件。 02 新知导入 在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。 如果制作一个简易机器人，可以考虑使用以下技术来实现： 传感器技术：红外传感器用于检测障碍物和物体的距离、光敏传感器用于检测环境光线的强度。 电机控制技术：直流电机是简易机器人中常用的动力源、舵机用于控制机器人的关节运动，如机器人的手臂或头部。 微控制器技术：Arduino是一种广泛使用的开源微控制器平台、Python是一种简单易学的编程语言，具有丰富的库和工具。 02 新知导入 03 新知讲解 一、感知障碍物—做出行动规划 当我们要实现机器人的某个功能时，可以从开源机器人着手，研究其功能背后实现的原理。机器人具有感知能力，并能根据感知到的信息做出行动规划。要实现机器人的某个功能，我们需要思考机器人需要感知哪些信息？感知到信息后，机器人要做什么样的行动规划？ 以避障机器人为例，避障机器人需要具有感知障碍物的能力，能够通过对障碍物的距离判断来规划行走路线。比如在机器人行进过程中，当前方有障碍物挡住前进的道路时，机器人可以转弯以避开障碍物，再继续前进，如图 3.2.1所示。因此，避障机器人的功能可以归结为自动行走、感知障碍物并显示与障碍物之间距离、躲避障碍物等基础功能。 03 新知讲解 显示距离 行走 探测障碍物 图3.2 ... ...