【课程案例】西安理工大学《机器人建模与仿真》

《机器人建模与仿真》是一门介绍机器人建模和控制基本原理的课程。这门课程的主要内容有：介绍机器人的基本原理及应用，阐述机器人的性能仿真、运动与控制的基本理论与方法。通过学习，使学生掌握机器人的基本原理及知识，了解机器人运动模型的建立及性能指标的分析方法，熟悉机器人的基本控制方法，为机器人的设计和应用提供技术支撑。这门课程还介绍了Gazebo软件和CoppeliaSim软件的仿真原理与基本操作，能熟练运用Gazebo进行机器人的运动仿真。本课程以乐聚机器人Aelos Smart为实践载体，激发了学生对机器人学的学习兴趣，并培养了学生对机器人系统的研究能力。

【课程名称】 机器人建模与仿真

【授课对象】 计算机学院各专业方向大三学生

【学习载体】 Aelos Smart机器人

【课程安排】 理论课20学时，实验课8学时，实训4学时

理论课：介绍机器人相关基础知识，包括ROS系统，机器人基本原理，机器人数学模型，机器人传感器以及深度学习与机器人控制原理；

实验课：学生独立进行上机实验，学习机器人操作系统ROS，仿真环境Gazebo，CoppeliaSim，并在仿真环境下进行机器人的建模和仿真，加深学生对仿真和建模的理论理解以及工具的掌握；

实训课：学生以3人为一组，根据课程安排，分阶段逐步熟悉Aelos Smart的基本结构和控制方法，培养学生的实际动手能力，并加深对课程理论部分的理解。

【课程实录】

1.邀请上届国奖获奖学生现场演示机器人基本操作。

 

2.组织学生进行课堂实训，在课程设计的赛场，分组进行机器人多任务对抗赛，并给优胜队伍颁奖。

3.组织学生进行课堂实训，在课程设计的实训项目中，学生分组进行机器人动作的设计和编程，全班同学参与打分。

4.在上机实验环节，安排学生熟悉CoppeliaSim，并在其中进行鲁班机器人的基本仿真操作，促进学生对机器人虚拟仿真的理解和掌握。

5.在课程实训环节，安排了2个课时的学术论文演讲环节，要求学生从学期初开始在机器人相关近年的顶会顶刊自行选取感兴趣的论文，在学期末进行课程论文演讲，并由同学和教师共同打分。

6.通过课程学习，学生在机器人理论、实践等方面的综合水平得到了显著提高。