《智能机器人技术》教学大纲 课程名称（汉）：《智能机器人技术》 课程名称（英）：Intelligent Robot Technology 课程代码：263102061 课程类型：专业教育平台专业选修课 适用对象：机器人工程专业本科大三 学时/学分：48学时（理论32学时、实验16学时）/2.5学分 先修课程：《机器人工程专业导论》、《机器人学》、《计算机软件基础》 方案版本：2021版 一、课程简介 《智能机器人》是机器人工程的专业限选课，通过本课程的学习，使学生掌 握智能机器人的一些关键技术，如智能机器人的体系结构、环境感知与建模、路 径规划、多机器人协同、智能机器人的HI等。智能机器人是典型的机电一体 化装置，它不是机械、电子的简单组合，而是机械、电子、控制、检测、通信和 计算机的有机融合，通过这门课的学习，使学生对智能机器人有一个全面、深入 的认识。培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力。 二、课程的教学目标 1.知识与技能目标：通过本课程的学习，使学生建立智能机器人的基本概 念，掌握智能机器人的一些关键技术，如智能机器人的体系结构、环境感知与建 模、路径规划、多机器人协同、智能机器人的HRI等。 2.过程与方法目标：通过对智能机器人技术的学习使学生的思维和分析方 法得到一定的训练，在此基础上提高对智能机器人的认识，并具备一定的智能机 器人分析和开发能力，为以后专业发展打下基础。 3.情感、态度与价值观发展目标：通过本课程的学习，培养作为一个工程 技术人员必须具备的坚持不懈的学习精神，勇于探索的科学态度和积极向上的价 值观，为未来的学习、工作和生活奠定良好的基础。 三、课程目标对机器人工程专业毕业要求的支撑关系 毕业要求指标点（非认证 毕业要求 课程目标 支撑权重 专业可以省略本项内容)
《智能机器人技术》教学大纲 课程名称（汉）：《智能机器人技术》 课程名称（英）：Intelligent Robot Technology 课程代码：263102061 课程类型：专业教育平台专业选修课 适用对象：机器人工程专业本科大三 学时/学分：48 学时(理论 32 学时、实验 16 学时)/2.5 学分 先修课程：《机器人工程专业导论》、《机器人学》、《计算机软件基础》 方案版本：2021 版 一、课程简介 《智能机器人》是机器人工程的专业限选课，通过本课程的学习，使学生掌 握智能机器人的一些关键技术，如智能机器人的体系结构、环境感知与建模、路 径规划、多机器人协同、智能机器人的 HRI 等。智能机器人是典型的机电一体 化装置，它不是机械、电子的简单组合，而是机械、电子、控制、检测、通信和 计算机的有机融合，通过这门课的学习，使学生对智能机器人有一个全面、深入 的认识。培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力。 二、课程的教学目标 1．知识与技能目标：通过本课程的学习，使学生建立智能机器人的基本概 念，掌握智能机器人的一些关键技术，如智能机器人的体系结构、环境感知与建 模、路径规划、多机器人协同、智能机器人的 HRI 等。 2．过程与方法目标：通过对智能机器人技术的学习使学生的思维和分析方 法得到一定的训练，在此基础上提高对智能机器人的认识，并具备一定的智能机 器人分析和开发能力，为以后专业发展打下基础。 3．情感、态度与价值观发展目标：通过本课程的学习，培养作为一个工程 技术人员必须具备的坚持不懈的学习精神，勇于探索的科学态度和积极向上的价 值观，为未来的学习、工作和生活奠定良好的基础。 三、课程目标对机器人工程专业毕业要求的支撑关系 毕业要求 毕业要求指标点（非认证 专业可以省略本项内容） 课程目标 支撑权重
毕业要求 毕业要求指标点（非认证 支撑权重 专业可以省略本项内容) 课程目标 设计开发解决方案 1-3 0.02 研究 1~3 0.06 环境和可持续发展 3 0.06 终身学习 3 0.04 四、教学内容及其基本要求 序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 通过本章的学习，要求学生主要了解机 1 第一章绪论 器人的基本概念以及机器人与人工智能的关 3 系，并了解智能机器人的研究领域。 通过本章的学习，要求学生回顾并复习 第二章机器人 机器人在三维空间的位置与姿态的数学描述 2 1,2,3 的数学基础 知识，重点掌握坐标变换和通用坐标变换的 内涵和方法。 本章的学习目的，在于使学生了解智能 第三章智能机 机器人的体系结构，主要包括慎思式体系结 3 器人的体系结 构、反应式体系结构、混合式体系结构和新 1,,2,3 构 型体系结构，重点了解新型体系结构。了解 机器人的操作系统。 本章的学习目的，在于使学生了解机器 第四章智能机 人的常用传感器，主要包括内部传感器、外 器人中的传感 1,2,3 部传感器、视觉传感器和距离传感器。重点 器 掌握视觉传感器的基本知识。 通过本章的学习，要求学生掌握智能机 器人进行环境感知和建模的方法。包括 第五章环境感 SLAM的常用模型、地图构建中的常用地图 1,2,3 知与建模 及选择标准、机器人定位技术和即使定位与 地图构建的研究方法、现状与方向。 6 第六章路径规 通过本章的学习，使学生了解环境地图 1,2,3
毕业要求 毕业要求指标点（非认证 专业可以省略本项内容） 课程目标 支撑权重 设计/开发解决方案 1~3 0.02 研究 1~3 0.06 环境和可持续发展 3 0.06 终身学习 3 0.04 四、教学内容及其基本要求 序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 1 第一章 绪论 通过本章的学习，要求学生主要了解机 器人的基本概念以及机器人与人工智能的关 系，并了解智能机器人的研究领域。 3 2 第二章 机器人 的数学基础 通过本章的学习，要求学生回顾并复习 机器人在三维空间的位置与姿态的数学描述 知识，重点掌握坐标变换和通用坐标变换的 内涵和方法。 1，2，3 3 第三章 智能机 器人的体系结 构 本章的学习目的，在于使学生了解智能 机器人的体系结构，主要包括慎思式体系结 构、反应式体系结构、混合式体系结构和新 型体系结构，重点了解新型体系结构。了解 机器人的操作系统。 1，,2，3 4 第四章 智能机 器人中的传感 器 本章的学习目的，在于使学生了解机器 人的常用传感器，主要包括内部传感器、外 部传感器、视觉传感器和距离传感器。重点 掌握视觉传感器的基本知识。 1，2，3 5 第五章 环境感 知与建模 通过本章的学习，要求学生掌握智能机 器人进行环境感 知和建模的方 法。包括 SLAM 的常用模型、地图构建中的常用地图 及选择标准、机器人定位技术和即使定位与 地图构建的研究方法、现状与方向。 1，2，3 6 第六章 路径规 通过本章的学习，使学生了解环境地图 1，2，3
对应课程 序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 目标 划 的表示、路径规划技术、全局路径规划算法 和局部路径规划算法。 通过本章的学习，使学生了解多机器人 第八章多机器 7 协同的基本概念、协同感知、协同作业及协 1,2,3 人协同 同编队的方法。 通过本章的学习，使学生了解人机交互 第九章智能机 8 的基本概念、发展、分类及评估方法，了解 1,2,3 器人的HRI 智能机器人人机交互的关键技术。 五、各教学环节及学时分配 教学环节及学时 知识模块 教学内容 授课 习题 讨论课 实验（实哦） 合 1.1机器人的发展 1.2机器人的基本概念 第一章绪论 1.3机器人学与人工智能 2 2 1.4机器人学的研究领域 2.1位置和姿态的表示 第二章机器人的 2.2坐标变换 2 2 数学基础 2.3通用旋转变换 3.1慎思式体系结构 3.2反应式体系结构 第三章智能机器 3.3混合式体系结构 2 人的体系结构 2 3.4新型体系结构 3.5机器人操作系统
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 划 的表示、路径规划技术、全局路径规划算法 和局部路径规划算法。 7 第八章 多机器 人协同 通过本章的学习，使学生了解多机器人 协同的基本概念、协同感知、协同作业及协 同编队的方法。 1，2，3 8 第九章 智能机 器人的 HRI 通过本章的学习，使学生了解人机交互 的基本概念、发展、分类及评估方法，了解 智能机器人人机交互的关键技术。 1，2，3 五、各教学环节及学时分配 知识模块 教学内容 教学环节及学时 讲 授 课 习 题 课 讨 论 课 实 验 （ 实 践 ） 合 计 第一章 绪论 1.1 机器人的发展 1.2 机器人的基本概念 1.3 机器人学与人工智能 1.4 机器人学的研究领域 2 2 第二章 机器人的 数学基础 2.1 位置和姿态的表示 2.2 坐标变换 2.3 通用旋转变换 2 2 第三章 智能机器 人的体系结构 3.1 慎思式体系结构 3.2 反应式体系结构 3.3 混合式体系结构 3.4 新型体系结构 3.5 机器人操作系统 2 2
教学环节及学时 知识模块 教学内容 讲授课 讨论 实验（实践） 课 计 4.1内部传感器 第四章智能机器 4.2外部传感器 4 4 人中的传感器 4.3视觉传感器 4.4距离传感器 5.1SLAM中的常用模型 5.2地图构建中的常用地图及其 第五章环境感知 选择标准 5.3机器人定位技术 5 5 与建模 5.4即时定位与地图构建的研究 方法、现状及方向 6.1环境地图的表示 6.2路径规划技术 第六章路径规划 6.3全局路径规划算法 5 5 6.4局部路径规划算法 81多机器人系统概述 第八章多机器人 8.2多机器人协同感知 协同 8.3多机器人协同作业 5 5 8.4多机器人协同编队 9.1HCI技术概述 第九章智能机器 9.2HRI相关理论 5 5 人的HRI 9.3智能HRI的关键技术 总复习 总结课程主要知识点和重难点。 2 2 合计 32 六、成绩考核及基本要求 考核 建议 对应课程 考核/评价细则 环节 分值 目标
知识模块 教学内容 教学环节及学时 讲 授 课 习 题 课 讨 论 课 实 验 （ 实 践 ） 合 计 第四章 智能机器 人中的传感器 4.1 内部传感器 4.2 外部传感器 4.3 视觉传感器 4.4 距离传感器 4 4 第五章 环境感知 与建模 5.1 SLAM 中的常用模型 5.2 地图构建中的常用地图及其 选择标准 5.3 机器人定位技术 5.4 即时定位与地图构建的研究 方法、现状及方向 5 5 第六章 路径规划 6.1 环境地图的表示 6.2 路径规划技术 6.3 全局路径规划算法 6.4 局部路径规划算法 5 5 第八章 多机器人 协同 8.1 多机器人系统概述 8.2 多机器人协同感知 8.3 多机器人协同作业 8.4 多机器人协同编队 5 5 第九章 智能机器 人的 HRI 9.1 HCI 技术概述 9.2 HRI 相关理论 9.3 智能 HRI 的关键技术 5 5 总复习 总结课程主要知识点和重难点。 2 2 合计 32 六、成绩考核及基本要求 考核 环节 建议 分值 考核/评价细则 对应课程 目标
考核 建议 对应课程 考核/评价细则 环节 分值 目标 平时成 迟到1次扣一分，旷课1次扣2分，其它如不遵守课堂纪律 15 3 绩 等根据具体情况减扣，有其它优异表现可以酌情加分。 作业成 次作业不完成减扣2分。 15 1,2,3 绩 考试成 根据试卷评分规则考核。 70 1,2 绩 七、教材与主要教学参考资源 (一)推荐教材与参考书 选用教材：陆建峰著。《人工智能：智能机器人》。北京：电子工业出版社， 2020 主要参考书： 1.张春芝著。《智能机器人技术基础》。北京：机械工业出版社，2020 2.陈雯柏著。《智能机器人原理与实践》。北京：清华大学出版社，2016 3.《智能机器人》，陈黄祥主编，化学工业出版社，2016年9月 (二)推荐网站（包括课程网站、专业网站等) https://www.bilibili.com/video/BV1aE411R7AS?from=search&seid=131635818 23834104803 (国防科技大学慕课—智能机器人系统》 https://www.icourse163.org/course/HIT-1003471013 (中国大学MOOC-RoboMaster机器人基础) 编写者：杨智勇 审核者：周艳华 批准者：邓建球 编写时间：2021年6月
考核 环节 建议 分值 考核/评价细则 对应课程 目标 平时成 绩 15 迟到 1 次扣一分，旷课 1 次扣 2 分，其它如不遵守课堂纪律 等根据具体情况减扣，有其它优异表现可以酌情加分。 3 作业成 绩 15 一次作业不完成减扣 2 分。 1，2，3 考试成 绩 70 根据试卷评分规则考核。 1，2 七、教材与主要教学参考资源 （一）推荐教材与参考书 选用教材：陆建峰著。《人工智能：智能机器人》。北京：电子工业出版社， 2020 主要参考书： 1. 张春芝著。《智能机器人技术基础》。北京：机械工业出版社，2020 2. 陈雯柏著。《智能机器人原理与实践》。北京：清华大学出版社，2016 3. 《智能机器人》，陈黄祥主编，化学工业出版社，2016 年 9 月 （二）推荐网站（包括课程网站、专业网站等） https://www.bilibili.com/video/BV1aE411R7AS?from=search&seid=131635818 23834104803 （国防科技大学慕课——智能机器人系统） https://www.icourse163.org/course/HIT-1003471013 （中国大学 MOOC-RoboMaster 机器人基础） 编写者：杨智勇 审核者：周艳华 批准者：邓建球 编写时间：2021年6月
