本書為中英雙語版,以天津啟誠偉業(yè)科技有限公司提供的TQD-Micromouse-JM 智能鼠為載體,是智能微型運動裝置(Micromouse)技術(shù)與應(yīng)用系列叢書的高級篇。本書以真實工程項目為背景,通過基礎(chǔ)知識篇、綜合實踐篇和拓展競技篇三篇講述了智能鼠的發(fā)展、硬件、開發(fā)環(huán)境、基本操作;智能鼠的運動姿態(tài)控制、智能控制算法和技術(shù);智能鼠迷宮信息的獲取與存儲、路徑規(guī)劃、走迷宮程序設(shè)計等。同時,本書附錄提供了國際Micromouse走迷宮競賽相關(guān)知識、智能鼠器件清單、智能鼠迷宮圖庫、專業(yè)詞匯中英對照表、國際實訓(xùn)課程標(biāo)準(zhǔn)等豐富資源。本書在重要的知識點、能力點和素養(yǎng)點上,配有豐富的視頻、圖片、文本等資源,學(xué)習(xí)者可以通過掃描書中二維碼獲取相關(guān)信息。本書適合作為高等院校,特別是新工科專業(yè)信息與自動化技術(shù)融合與創(chuàng)新學(xué)科教學(xué)的指導(dǎo)用書,還可作為相關(guān)工程技術(shù)人員培訓(xùn)用書及智能鼠愛好者參考用書。
本書為中英雙語教材,魯班工坊配套系列教材。 本書以真實工程項目為背景,通過基礎(chǔ)知識篇、綜合實踐篇和拓展競技篇三篇講述了智能鼠的發(fā)展、硬件、開發(fā)環(huán)境、基本操作;智能鼠的運動姿態(tài)控制、智能控制算法和技術(shù);智能鼠迷宮信息的獲取與存儲、路徑規(guī)劃、走迷宮程序設(shè)計等。同時,本書附錄提供了國際Micromouse走迷宮競賽相關(guān)知識、智能鼠器件清單、智能鼠迷宮圖庫、專業(yè)詞匯中英對照表、國際實訓(xùn)課程標(biāo)準(zhǔn)等豐富資源。
智能鼠,英文名為 Micromouse,是使用嵌入式微控制器、傳感器和
機電運動部件構(gòu)成的一種智能微型運動裝置(嵌入式微型機器人),智能鼠
可以在不同迷宮中自動記憶和選擇路徑,采用相應(yīng)的算法,快速到達所
設(shè)定的目的地。智能鼠走迷宮競賽結(jié)合了機械電子、控制、光學(xué)、程序設(shè)計
和人工智能等多方面的科技知識。
四十多年來,電氣電子工程師學(xué)會(IEEE)每年舉辦一次國際性的智能
鼠走迷宮競賽,自舉辦以來各國踴躍參加,尤其是美國和歐洲國家的高校學(xué)
生,為此有些大學(xué)還特別開設(shè)了智能鼠原理與制作的選修課程。中國從
2007年開始在上海長三角地區(qū)舉行小規(guī)模嘗試性比賽。2009年天津啟誠偉業(yè)
科技有限公司將這項國際賽事引進天津,以工程實踐創(chuàng)新項目(EPIP)教學(xué)
模式,對智能鼠走迷宮競賽進行本土化創(chuàng)新改革,對于后期智能鼠競賽的開
展和走進課堂、融入教學(xué)起到關(guān)鍵性的作用。經(jīng)過多年的蛻變與優(yōu)化,智
能鼠已經(jīng)成為集職業(yè)性、綜合性、先進性、趣味性于一體的創(chuàng)新實踐
教育平臺,在推動課程改革,提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的工程實踐創(chuàng)新能
力等方面發(fā)揮了重要的作用。
為了將智能鼠的成果進一步推廣應(yīng)用,我們編寫了適用于高等院校學(xué)生
學(xué)習(xí)的《智能鼠原理與制作》(高級篇),本書以天津啟誠偉業(yè)科技有限公司
提供的 TQD-Micromouse-JM智能鼠為載體,由淺及深、由易到難、循序漸進
地進行教學(xué)。
本書遵循遞進原則,從玩轉(zhuǎn)到掌握,再到精通,豐富學(xué)習(xí)
者的工程實踐知識和技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗,拓展學(xué)習(xí)者的專業(yè)視野,內(nèi)化形成良好
的職業(yè)素養(yǎng),提升學(xué)習(xí)者的實踐創(chuàng)新能力。本書所選案例均來自真實的工程
項目,編者均來自國內(nèi)長期從事智能鼠研究與開發(fā)、國際智能鼠走迷宮競賽
獲獎的院校和企業(yè)。
本書在重要的知識點、能力點和素養(yǎng)點上,配有豐富視頻、圖片、文本
等資源,學(xué)習(xí)者可以通過掃描書中二維碼獲取相關(guān)信息。本書編著者長期的
國際化教學(xué)活動積淀,使得本書成為推進國際化人才培養(yǎng)的實踐教學(xué)載體,
智能微型運動裝置(Micromouse)技術(shù)與應(yīng)用系列叢書是天津市一帶一
路聯(lián)合實驗室(研究中心)天津中德柬埔寨智能運動裝置與互聯(lián)通信
技術(shù)推廣中心研究成果,同時也是工程實踐創(chuàng)新項目(EPIP)教學(xué)模式規(guī)劃
教材。
王超,天津大學(xué)電氣自動化與信息工程學(xué)院教授,天津市青年科技獎獲得者,入選教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才,2017年獲天津市科技進步二等獎。教育部自動化類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會委員,2018年獲天津市教學(xué)成果一等獎,2016年獲中國自動化學(xué)會高等教育教學(xué)成果獎二等獎;2017年指導(dǎo)的博士生獲中國儀器儀表學(xué)會全國優(yōu)博論文。自2010起,將智能鼠作為重要的實踐教學(xué)載體,指導(dǎo)學(xué)生參加競賽,多次獲得天津市大學(xué)生電腦鼠走迷宮競賽第1名,2018年,在第33屆APEC國際電腦鼠大賽中,天津大學(xué)的2支隊伍包攬冠亞軍。高藝,南開大學(xué)電子信息工程學(xué)院碩士生導(dǎo)師,電子信息實驗教學(xué)中心副主任,天津市單片機學(xué)會青年骨干工作委員會副主任,多項天津市大學(xué)生競賽及職業(yè)技能競賽裁判組成員。主要研究方向是:無人機系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能控制與檢測。先后參與多項國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)項目、天津市科技支撐計劃重點項目以及橫向科研項目。發(fā)表相關(guān)科研及教改論文16篇,其中多篇被EI檢索。在工作期間,作為指導(dǎo)教師帶學(xué)生組隊參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、天津市電子設(shè)計競賽、天津市物聯(lián)網(wǎng)競賽、天津市大學(xué)生IEEE電腦鼠競賽、APCE國際電腦鼠競賽、全國機器人大賽等多種學(xué)生競賽,并屢次佳績。宋立紅,天津啟誠偉業(yè)科技有限公司總經(jīng)理,啟誠智能鼠創(chuàng)始人。畢業(yè)于南開大學(xué),自2006年開始從事科研、教學(xué)、新型教儀裝備的研發(fā)、設(shè)計、推廣、服務(wù)工作。40余次贊助支持啟誠杯大學(xué)生智能鼠走迷宮學(xué)科競賽和職業(yè)院校學(xué)生技能大賽智能鼠賽項。親自帶領(lǐng)啟誠技術(shù)團隊,研發(fā)設(shè)計擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的TQD教學(xué)競賽科研機器人平臺,先后取得和天津市科委科技立項基金5項,計算機軟件著作權(quán)8項,實用新型專利8項。公開發(fā)表智能鼠專題國際論文5篇。2016年開始,積極致力于 魯班工坊國際項目技術(shù)支撐服務(wù)工作,先后在泰國、印度、印尼、巴基斯坦、柬埔寨等海外將TQD系列智能鼠教育平臺與世界共享,服務(wù)國家一帶一路倡議。
篇 基礎(chǔ)知識篇............................................................................001
項目一 智能鼠的發(fā)展歷程 ........................................................................ 003
任務(wù)一 智能鼠的起源 ............................................................................ 003
任務(wù)二 智能鼠的競賽與調(diào)試環(huán)境 ........................................................ 009
項目二 智能鼠的硬件結(jié)構(gòu) ........................................................................ 012
任務(wù)一 智能鼠的組成 .......................