【導讀】知道什么是機器人，了解機器人的發(fā)展情況，對即將要學習的機器人有一個感性的認識。讓學生自己動手通過上網(wǎng)查詢機器人的定義，以及機器人的發(fā)展概況。己的所見所聞講述出來，教師歸納總結。再以豐富的視頻資料幫助學生對教學機器人建立一。讓學生體會自主學習所帶來的成功感，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。了解機器人的基本知識，特別是現(xiàn)在普遍使用的教學機器人。請同學們通過網(wǎng)絡尋找答案學生開始通過搜索引擎去尋找。完成情況，并對部分學生給予提示?？茖W家對機器人是這樣理解的。。。。。。關注教材中對機器人所下的定義讓學生明白。家交流一下，看看誰下的不同種類的機器人最多？式可分為。。。。。是提高學生的學習興趣，但要注意時間的把握，避免沖淡本節(jié)內容主題-教學機器人的介紹。步驟二雙擊該圖標，就可以看到納英特積木式機器人圖形化編程平臺了。什么也沒有改變，關開一下電源，重新下載，也可能會取得成功。

　　

【正文】 序見書 p47 圖 86 所示 2，保存。 保存為 BASIC 源程序擴展名為 .BAS 或編譯為擴展名為 .IC 文件，可以作為仿真運行的程序。 六、下載、運行、調試 要求：將同學按每 3 人一個小組，確定一個小組長，進行合作、交流、共享資源，最終調試成功，走完迷宮，完成任務。 注：教師輔導進行調試。 按要求在場地上調試 修改，并記錄下你調試的每一 步的詳細資料和改進地方： 調試： （ 1）首先檢驗機器人能否避開前方、左邊的障礙。 （ 2）調試左、右轉彎的參數(shù)，并在場地里測試，看是否符合要求。 （ 3）調試程序，記錄運行結果 調試運行次數(shù) 第一次 第二次 第三次 第 N 次 成功與否（打勾） 是 /否 是 /否 是 /否 是 /否 是 /否 改進的地方 七、我行，我 SHOW （小組作品展示，評價延伸）小組推薦一名同學自我描述其作品，主要從做的好、創(chuàng)新、創(chuàng)造、小組的合作、交流、完成任務情況等方面來述說，其它組的同學發(fā) 表其看法。參考內容見下表： 作品展示、評價方案 作品完成任務 情 況 很好 好 一般 創(chuàng)造、創(chuàng)新情況 活動中的合作、交流 情 況 一 般 較 多 第 9 課 《在仿真環(huán)境中走迷宮》 仿真系統(tǒng)以優(yōu)化機器人硬件和軟件設計、縮短研發(fā)周期、節(jié)約成本為特色，解決機器人設計過程中的不足。本節(jié)是全新的一節(jié)，主要以納英特的仿真系統(tǒng)來介紹，通過其 NSTRSS 軟件的介紹，掌握如何搭建場地，如何在仿真狀態(tài)下設計一個機器人，在仿真環(huán)境下測試機器人三個大部分。 [教學目標 ] 知識與技能： 認識仿真下的虛擬機器人； 能用 NSTRSS 設計場地、構建機器人并利用仿真環(huán)境進行組隊測試。 情感態(tài)度與價值觀：自由無限，創(chuàng)意無限，只有想不到，沒有做不到。 教學重難點 重點：用 NSTRSS 仿真系統(tǒng)設計迷宮場地；搭建走迷宮的機器人；利用仿真環(huán)境進行組隊測試。 難點： 設計場地；搭建機器人。 ［學生分析］： 通過上節(jié)學習我們了解了傳感器，并使用它們進行走迷宮的實踐練習，對走迷宮的機器人從設計到算法分析、程序設計都有一個了解，那么如何更加高效的設計我們自己的機器人并調 試出來，我們可以使用虛擬仿真軟件來完成任務，有了本節(jié)內容他們會更加有興趣投入到機器人的創(chuàng)新、創(chuàng)造活動中來 。 ［教法與學法］： 教法：示例講解 任務驅動 輔導答疑 學法：仔細觀察，多動手實踐，討論交流 [教學設施 ] 多媒體網(wǎng)絡教室， NSTRSS 仿真系統(tǒng)，仿真專題論壇系統(tǒng) ［教學過程］： 引入 在前面的課程中我們學習了有關機器人相關知識，并自己去動手設計、搭建、調試了相關任務的機器人。今天我來學習虛擬機器人，進入仿真系統(tǒng)的走迷宮機器的仿真演示。 一 、關于仿真系統(tǒng) 什么是仿真系統(tǒng)？仿真系統(tǒng)是機器 人的設計、實現(xiàn)，完全在虛擬的環(huán)境中，以虛擬的形式出現(xiàn)，它以優(yōu)化機器人硬件和軟件設計、縮短研發(fā)周期、節(jié)約成本為特色，解決機器人設計過程中的不足。 二，初識 NSTRSS 軟件 NSTRSS 是 NST 科技新近推出的一款以 .NET 平臺為基礎，使用 Microsoft 技術的3D 機器人仿真軟件。用戶通過構建虛擬機器人、虛擬環(huán)境，編寫虛擬機器人的驅動程序，模擬現(xiàn)實情況下機器人在特定環(huán)境中的運行情況。 NSTRSS 與市面上的同類產(chǎn)品相比，它具有如下的特點： 全 3D 場景。用戶可自由控制視角的位置，角度，甚至以 第一人稱方式進行場景漫游。 逼真的仿真效果。采用虛擬現(xiàn)實技術，高度接近實際環(huán)境下的機器人運動狀態(tài)，大大簡化實際機器人調試過程。 實時運行調試。運行時，依據(jù)實際運行情況，調整機器人參數(shù)，幫助用戶快速實現(xiàn)理想中的效果。 自由靈活的機器人搭建與場地搭建。用戶可自由選擇機器人及其配件，進行機器人搭建，可自行編輯 3D 訓練比賽場地，所想即所得。 單人或多人的對抗過程。用戶可添加多個機器人，自由組隊進行隊伍間對抗。 與 NSTRobot 無縫連接。 NSTRobot 生成的控制程序代碼可有 NSTRSS 直接調用，大大節(jié)省編程時間。 NSTRSS 帶您進入全新的 3D 仿真世界，自由無限，創(chuàng)意無限。 7，系統(tǒng)配置要求 操作系統(tǒng) :win98,win2020 全系列 ,winXp,win2020 server 運行環(huán)境 :.Net Framework ,DirectX 最低硬件配置： 600MHz 以上主頻的 CPU,128M 內存 ,8M 顯存以上的 3D 顯卡 .支持 1024 768 分辨率 ,16bit 顏色的監(jiān)視器，聲卡。 推薦配置： 1G 以上主頻的 CPU,256M 內存 ,64M 顯存的 3D 顯卡，支持 1024 768 分辨率 ,16bit 顏色， 75Hz 刷新率的監(jiān)視器，聲卡。 3 ，打開 C ： \PROGRAMFILE\NSTRSS\ 啟動系統(tǒng)。其 C ：\PROGRAMFILE\NSTRSS\下 MAP 目錄存放場地背景圖，而 ROBOT 目錄下存放仿真機器人。 4，先睹為快。進入仿真系統(tǒng)，選擇“快速啟動”運行“機器人走迷宮”，感受一下三維立體空間中的機器人仿真運動。如下圖所示： 三、搭建仿真場地 任務要求：畫場地底圖；導入場地圖到仿真系統(tǒng)中；搭建場地實物 畫場地底圖 底圖是搭建場地的依據(jù)，比賽中一般對場地的大小、顏色等均作一定要求，一定要按要求 的大?。▽嶋H尺寸）作圖。如一個 * 的場地，文件的尺寸應為 250*150 像素。 實例畫一個迷宮底圖，并保存到 MAP 文件夾里，文件格式為 JPG，文件名為“我設計的迷宮圖地圖”。 （師）實例化： 3，導入場地圖（師演示） 步驟： 1，打開仿真系統(tǒng)的主菜單的“場地編輯”進入場地搭建窗口。 2，在表示場地的“綠地”上單擊右鍵，選擇“設置屬性”，這時窗口的左邊會彈出場地屬性設置對話框； 3，在“場地紋理”中選擇巳保存的場地圖文件，如“我設計的迷宮圖地圖”； 4，按住左鍵移動，改變視角，和觀察視 角，其效果圖如圖 96 所示； 5，確定。 6，場地實例搭建 搭建場地的墻壁，墻壁由“方體”代替。 方法步驟： 1，在“現(xiàn)有部件類型列表”中選擇“方體”，此時屏幕左上角有一個“方體”預覽； 2，單擊“添加部件”，方體被加在場地中； 3，右鍵選取“方體”，選擇“設置屬性”； 4，設置其顏色、重量、長、寬、高和位置。 注意：可以采用復制、粘貼加快搭建。部件的位置和方向不能用鼠標拖動，只能用屬性設置面板中箭頭按鈕移動位置，用“ @”旋轉方向。其旁邊的移動倍數(shù)，如 *10,*5 等可調整其移動速度。 5，動手做一做（學生活 動） 將場地底圖發(fā)到每一個機器的 MAP 目錄下，要求學生搭建其它墻壁并安放圓柱形的家具。 教師輔導、答疑。 四、搭建機器人 該模塊利用系統(tǒng)提供的各種機器人配件完成機器人從零件到整機的搭建。系統(tǒng)采用裝配點的思想，快速、準確的實現(xiàn)配件的裝配過程。 機器人搭建環(huán)境： 在主菜單中選擇“機器人搭建”，進入搭建窗口。 窗口右邊的搭建面板介紹： ：選擇要搭建的機器人類型：選擇新建，則從機器人最原始狀態(tài)開始搭建；選擇其他項目，則對已搭建完成的機器人進行編輯；巳完成的機器人有祼機、走黑線機器人、迷宮機器人、滅火機 器人、指南針機器人。 ：選擇需要搭建的部件種類，用以快速查找部件。主要類型有：傳感器，輪子，馬達。 ：當前機器人組件類型所包含的具體配件。 ：用右鍵選中 3D 中的部件，點擊可從參數(shù)設置從設置部件的位置、方向等各個參數(shù)。 ：選中現(xiàn)有部件類型列表中的部件，點擊可添加此部件到“工作桌面”。 ：用右鍵選中 3D 中的部件，點擊可刪除此部件。 [演示： ] 安裝馬達和輪子 步驟方法： 初始化機器人； 選擇“新建”，右鍵選中“機器人主機”，這時機器人主機被一個白色的立體框框住，表明處于選中狀態(tài)； 參數(shù)設置，選中機器人 進行三維空間的調整，以 X， Y， Z 三個方向的坐標來調整； 前后左右位置的調整：選擇如“ XZ 平面（俯視）”，用前、后、左、右四個按鈕來分別進行調整； 上下位置的調整：坐標平選擇“ XY 平面（正視）”，以上、下按鈕來調整； 旋轉時，點擊“ @”來旋轉，分別繞“ X， Y， Z 軸”旋轉。 安裝馬達 通過“添加部件”按鈕將選中的配件添加到屏幕（即“工作桌面”）后，鼠標左鍵選擇當前添加的配件的裝配點，再選擇裝配目的裝配點，即可完成操作，具體下所示： 選擇當前添加的配件，如： Z 馬達，按下鼠標左鍵拖動，翻轉目標，選取其中一個合適的裝配點。 按下鼠標左鍵拖動，翻轉目標，選擇一個合適的?？奎c，如下圖所示： 即可完成裝配。裝配結果如下圖： 安裝角度的旋轉：選中旋轉目標配件，右鍵打開“屬性設置”，通過 按鈕，即可實現(xiàn)配件的旋轉，注意：一旦配件已被安裝，則只能以裝配點為旋轉中心進行角度的調整。如下圖： 拆卸零配件：選中拆卸目標，右鍵打開“屬性設置“，通過“上”、“下”、“左”、“右”按鈕可進行拆卸操作。 設置馬達“端口號”參數(shù)，左馬達的端口號為 0，右馬達的端口號為 1； 點確定。 動手做一做 [安上萬向輪 ] （學生活動） 同學們自己動 手做一下，給機器人安上萬向輪。 教師指導。 注意，裝配點的選擇，讓機器人平衡。 4，動手做一做 [安裝傳感器 ] （學生活動） 分別在機器人的前方、左前方 45 度處和左側為機器人安裝紅外傳感器。將其端口分別設為 11。 方法： 選擇傳感器類組件中的“紅外避障傳感器”，單擊“添加部件”； 調整其位置到機器人的正前方； 右鍵選擇它，單擊“參數(shù)設置”； 設定其端口號為 9； 拖動“感應區(qū)夾角”和“半徑”的滑塊，設置其探測范圍，這時設定為 30。也可根據(jù)實際情況，調整其范圍； 單擊“確 定”； 同上，安裝第二、第三兩個紅外傳感器，設定好后點“完成”，以“我的迷宮機器人”為名保存。 五、在仿真環(huán)境中測試機器人 單擊主菜單的“進入仿真”，在這里進行：機器人組隊設置；機器人與場地的合成；仿真運行； 組隊設置 就是對仿真比賽的規(guī)則、場地、分組情況以及機器人和其控制程序進行設置。 如下圖所示： 其中左側面板為設置面板，右邊面板為內容預覽面板。 規(guī)則選擇：選擇比賽規(guī)則，如要編輯規(guī)則，可使用規(guī)則編輯器。 場地選擇：選擇與項目相適應的比賽場地。 分 組：選擇比賽隊伍名稱，將各個隊伍加以區(qū)別。 名 稱：編輯機器人名稱，作為仿真中的機器人代號，接受中英文、數(shù)字。 程序代碼：選擇程序，作為機器人的控制程序，這里選走迷宮。 該列表內包含“瀏覽?”，“新建”兩個固定項目，其中“瀏覽?”可打開應用程序安裝目錄以外的用戶程序，執(zhí)行完該操作，該文件則被被加入到當前程序列表中?！靶陆ā眲t調用程序編輯器，新建一個機器人控制程序。 機 器 人：選擇已搭建完成的機器人“我的迷宮機器人”。 加 載：打開保存的歷史仿真項目。 下 一 步：設置完成，進入下一步（機器人場地合成），如果有信息未設置完成，將無法進入下一 步，并且會有相應的提示。 機器人場地合成 該步驟完成機器人在場地中的初始位置設定，并且可以保存當前的仿真項目，供以后快速啟動之用。進入該界面以后，窗口的左上角將會列出當前所有可用的機器人，點擊機器人之后，按照提示，單擊鼠標左鍵確定機器人在場地中的放置位置。圖示如下： （注：如果場地中已經(jīng)包含了起始點，則系統(tǒng)將自動設置機器人到起始點位置。） 返 回：返回到上一步（機器人組隊設置） 保 存：保存當前仿真項目，供快速啟動使用。 進入仿真：進入仿真運行界面。 仿真運行 [教師示范 ] 機器人按照預定的設 置，在控制程序的控制下完成預定的功能，系統(tǒng)將依據(jù)場地、機器人的搭建情況等因素進行較為真實的過程模擬。圖示如下： 各控制按鈕的說明 加載控制程序：在機器人選中的情況下，可變更當前的控制程序。注：如果機器人正在運行中，系統(tǒng)將會有提示用戶首先暫停機器人的運行。 開始：默認情況下，當前場景中所有的機器人將開始運行。如果某個機器人被選中，則只會運行選中的機器人，而其他的繼續(xù)處于停止狀態(tài)。同時，計時器開始計時。 停止：默認情況下，當前場景中所有的機器人將停止運行。如果某個機器人被選中，則只會停止選中的機器人，而其 他的繼續(xù)處于運行狀態(tài)。同時，計時器停止計時。 復位：默認情況下，當前場景中所有的機器人的位置，程序等將被重置回初始狀態(tài)。如果某個機器人被選中，則只會復位選中的機器人，而其他的繼續(xù)處于運行狀態(tài)。此時，計時器處于停止狀態(tài)。 俯視：從頂部向下觀察整個場景。 正視：從場景正前方觀察整個場景。 側視：從場景的正左方觀察整個場景。 選擇機器人或其零部件或者場地時，將顯示選中物的狀態(tài)，示例如右圖： 代碼顯示：顯示當前