课程大纲-1819S1-智能机器人技术

课程编号Course ID：04711860 开课学期Course Time：1819S1         

总学时Total hours：     48         学分Credit：3

课程名称Course Name：智能机器人技术

英文名称English Name：Intelligent Robotics

教学方式Teaching Style：课堂讲授        

考试方式Examination Method：考查

先修要求Prerequisites：计算机相关专业本科基础

主讲教师Lecturer：  刘宏               

辅助教师Teaching Assistant：杨戈、张加佳、丁润伟、孟凡阳

学科领域Field of study：信息科学技术

大纲执笔人Syllabus author：刘宏

制定年月Date ：2018年4月

成绩评定方法Grading：

平时成绩（作业成绩）占30% + Project成绩占 70%

大纲内容简介(300汉字以内)：

Brief introduction of the syllabus(300 words at most)：

智能机器人系统是计算机应用技术、嵌入式智能技术和微电子技术集成研究与综合应用的重要载体，是继微型计算机、互联网络之后，信息技术发展的又一个里程杯。学习智能机器人技术使研究生更好的把握信息技术新的应用领域和技术前沿，为今后的科学研究和就业工作积累更丰富的专业知识。

作为相关专业研究生的专业课程，《智能机器人技术》从系统、感知、规划、运动和协同的角度讲授机器人系统的智能化关键技术。着重培养研究生的智能系统设计、分析和实践能力，通过所学多学科知识的综合运用，提高研究生专业技能和综合素质。

大纲详细内容(2000汉字以内)：（请按开课单元撰写，注明学时）

Details of the syllabus(2000 words at most)：（according to the units, state the class hours）

1、机器人世界：（3学时）

重点介绍机器人系统的发展历史，机器人概念的出现与发展，机器人分类，典型的机器人系统，智能机器人关键技术；国际、国内机器人研究开发机构，重要的国际、国内学术会议和比赛等。

2、机器人形态、机构与系统：（3学时）

重点介绍机器人的三种类基本动作和六种主要形态，介绍机器人的行走机构、足部运动机构、手臂机构、手腕机构和手指机构等。从传感、规划、控制、执行、监督等层次，介绍机器人系统的概念，重点突出人-机器人-环境构成的综合系统。

3、机器人传感器：（3学时）

重点介绍支持机器人智能化的外传感器、内传感器；接触型传感器和非接触型传感器；介绍智能传感器的概念和应用；讲授传感器信息融合的基本原则和方法；介绍典型机器人系统的传感器配置和使用。

4、机器人视觉：（9学时）

重点讲授机器人视觉系统与一般机器视觉系统的异同；主动视觉与手眼系统；全方位视觉系统成像原理；基于视觉的人体运动跟踪；三维立体视觉基本原理；基于视觉的机器人定位与导航等。

5、任务规划：（3学时）

重点讲授机器人任务规划的主要方法：层次规划与非层次规划，骨架式规划和机遇式规划、数学规划方法；讲授机器人任务求解的主要过程和相关的搜索技术；介绍典型的机器人规划方法。

6、运动规划：（6学时）

重点讲授物理空间与位姿空间的基本概念，机器人运动规划的时间优先准则、安全优先准则和物理空间-位姿空间C-space表示方法和映射方法，讲授拓扑规划方法和几何规划方法，比较分析基于采样的各类型规划技术：PRM，DRM，RRT等；讲授动态环境下的运动规划技术。

7、多智能体系统：（3学时）

重点讲授多智能体系统的组织和结构，多智能体机器人协作模式；讲授传感器信息融合在多智能体系统中的应用；分析复杂系统中单体行为、群体行为的相互作用；介绍基于多智能体的足球机器人系统。

8、微机电系统与微型机器人: （3学时）

讲授MEMS系统的基本组成，微型机器人系统对机构、控制、传感和执行的特殊要求；介绍典型的微型机器人系统及其主要应用领域。

9、智能服务机器人：（6学时）

重点介绍服务机器人的应用需求，服务机器人系统对人机环境交互的安全性、友好性和实时性要求，介绍服务机器人系统的组织结构，典型服务机器人系统性能分析；介绍分层控制的智能机器人体系结构NASREM；介绍网络机器人搜索技术和应用；介绍软件机器人技术与系统。

10、特约前沿专题讲座：（6学时）

邀请国内外智能机器人领域的知名学者做专题学术报告，开阔专业事业，了解前沿动态。

教材Text book：

1、《机器人学》蔡自兴 第二版 清华大学出版社 730203950  2009.2

2、《智能机器人系统》周远清等 第一版 清华大学出版社 7302004102 1990

参考资料Reading materials：

1、《AI  Robotics》

2、《Principle of Robot Motion》, MIT Press