第16课机器人仿真系统

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1、第16课机器人仿真系统【教学目标】1.知识与技能认识仿真下的虚拟机器人；能用NSTRSS设计场地、构建机器人并利用仿真环滰进行组队测试。2.过程与方法通过教师演示在虚拟仿真环境下的机器人运行，激发学生兴趣；通过教师讲解虚拟仿真软件，培养学生对新软件的兴趣；通过让学生自己动手调试，体会学习新事物的乐趣。3.情感态度与价值观使学生领悟“自由无限，创意无限，只有想不到，没有做不到”的道理；培养学生积极探索、敢于实践、大胆创新的精神和意识。【教材分析】仿真系统以优化机器人硬件和软件设计、缩短研发周期、节约成本为特色，解决机器人设计过程中的不足。本节是全新的一节，主要以

2、纳英特的仿真系统来介绍，通过对NSTRSS软件的介绍，掌握如何搭建场地，如何在仿真状态下设计一个机器人，在仿真环境下测试机器人三个大部分。【学情分析】在上节课中，学生已经搭建了走迷宫的机器人，并使用它们进行走迷宫的实践练习，通过走迷宫的机器人的搭建，让学生从设计到算法分析、程序设计都有一个了解，那么如何更高效地设计我们的机器人并调试出来呢？可以使用虚拟仿真软件来完成任务，本节课就对纲英特的虚拟仿真软件进行系统的学习，这将使学生更加有兴趣地投入到机器人的创新、创造活动中来。【教法选择】示例讲解、任务驱动、辅导答疑。【教学重点】1.用NSTRSS仿真系统设计仿真场

3、地；2.搭建仿真机器人；3.运行仿真。【教学难点】1.设计场地；2.搭建仿真机器人。【教学过程】一、巩固旧知，引入新知教师活动将上节课学生完成的在现实场地中运行的走迷宫机器人进行分组比赛，一是能够检验学生的学习情况，二是能调动起学生的积极性，三是为引入仿真系统做准备。学生活动小组合作，调试机器人程序，检查机器人的搭建，准备比赛。教师活动通过比赛，提出问题：同学们想不想经常地进行这样的比赛呢？但是在现实中调试，需要很多的时间，而且还需要固定的场地环境等等，非常不方便，我们有没有什么好办法解决这个问题呢？引入纳英特的仿真模拟系统，展示它的特点，与现实情况做比较。教

4、师给学生演示讲解：1.关于仿真系统什么是仿真系统？仿真系统是机器人的设计、实现，完全在虚拟的环境中，以虚拟的形式出现，它以优化机器人硬件和软件设计、缩短研发周期、节约成本为特色，解决机器人设计过程中的不足。2.初识NSTRSS软件NSTRSS是NST科技新近推出的一款以.NET平台为基础，使用MicrosoftDirectX9.0技术的3D机器人仿真软件。用户通过构建虚拟机器人、虚拟环境，编写虚拟机器人的驱动程序，模拟现实情况下机器人在特定环境中的运行情况。NSTRSS与市面上的同类产品相比，它具有如下的特点：（1）全3D场景。用户可自由控制视角的位置及角度，

5、甚至以第一人称方式进行场景漫游；（2）逼真的仿真效果。采用虚拟现实技术，高度接近实际环境下的机器人运动状态，大大简化实际机器人调试过程；（3）实时运行调试。运行时，依据实际运行情况，调整机器人参数，帮助用户快速实现理想中的效果；（4）自由灵活的机器人搭建与场地搭建。用户可自由选择机器人及其配件，进行机器人搭建，可自行编辑3D训练比赛场地，所想即所得；（5）单人或多人的对抗过程。用户可添加多个机器人，自由组队进行队伍间对抗；（6）与NSTRobot无缝连接。NSTRobot生成的控制程序代码可有NSTRSS直接调用，大大节省编程时间；（7）NSTRSS带您进入全

6、新的3D仿真世界，自由无限，创意无限。学生活动说一说自己对仿真系统的认识。教师活动搭建仿真机器人。（1）启动“纳英特3D仿真系统”程序，单击“机器人搭建”按钮进入机器人编辑的界面；（2）在初始机器人选项中选择“新建”，机器人组件选项中选择“马达”，单击“添加部件”，然后用鼠标左键选择要添加部件的位置；（3）选中马达的装配点，再以装配点为旋转中心进行角度的调整，再点击要装配的主机位置；（4）选中马达的装配点，再以装配点为旋转中心进行角度的调整，再点击要装配的主机位置；（5）在机器人组件里选择“轮子”，在部件类型列表里选择“万向轮”进行装配，为马达装配小轮宽胎；（

7、6）单击完成，将机器人命名为“直行机器人”。这样就完成一个简单的机器人仿真装配。学生活动动手搭建一个仿真的场地以及一个简单的直行机器人。教师活动在仿真环境里，机器人搭建完了，如何让仿真机器人在仿真环境里运行呢、仔细观察虚拟的环境里运行效果与真实效果有什么区别，以机器人直行为例。学生活动按照老师的演示讲解，小组分工合作，完成仿真机器人的搭建、调试、运行的任务。教师引导学生完成“各显神通”。二、学习评价、归纳总结教师活动1.利用教学平台展示学生的作品，学生进行自评和他评；通过归纳总结，让学生进一步强化本节课所学的知识内容；2.启发引导学生完成教材“博弈舞台”中的任

8、务；3.提示学生将本节课的学习成果及学