清华大学版信息科技五年级上册第三单元第4课《机器人的跟随验证 测试与功能优化》课件.pptx

第3单元第4课机器人的跟随验证—测验与功能优化（清华大学版）五年级上

1核心素养目标3新知讲解5拓展延伸7板书设计2新知导入4课堂练习6课堂总结课后作业8

01核心素养目标信息意识计算思维数字化学习与创新信息社会责任在学习过程中，在机器人跟随过程中，必须确保不会对人类和环境造成危害。明白通过不断积累跟随验证测试过程中的数据，机器人可以进行自我学习和改进。能在机器人跟随功能中起着核心作用，其中算法的设计与优化是关键环节。意识到在跟随验证测试中具备敏锐的信息首先体现在对各种数据的收集和分析上。

02新知导入人们对美好生活的向往，驱动着人们去发现和创造更美好的事物，机器人就是其中一个例子。渐渐地，我们可以看到各种各样应用在不同场景的机器人，它们的功能丰富多样，可以避障，可以自动跟随等。本节课让我们一起实现机器人的跟随功能，并验证它能否跟随移动吧!

02新知导入机器人好聪明，可以跟着人走。我打算自己做一个，验证它能不能跟随。

02新知导入思考同学们，你们拥有一个机器人后，希望它具备什么功能呢?在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。知识解答：能够随时回答我在学习中遇到的各种问题，无论是数学难题、历史事件的背景，还是科学概念的解释。家务助手：能够打扫房间、整理物品，让我的生活环境保持整洁。它可以自动识别不同类型的垃圾并进行分类处理，还能清洁各种家具和地面。音乐和影视播放：可以播放我喜欢的音乐和电影，营造出舒适的娱乐氛围。

02新知导入

03新知讲解一、跟随功能分析在电影中，能看到这样的场景：机器人为主人扫地、端茶送餐，不仅如此，机器人还能跟随主人走，主人走到哪里它就跟到哪里，既聪明又有趣。如今，电影照进现实，我们可以看到主人在前面逛街购物挑选商品，机器人在后面跟随主人移动和帮忙携带物品(见图3.4.1）；在人来人往的街道或车站，人们在前面轻松地走着，后面紧跟着一个跟随主人移动的行李箱(见图3.4.2)……这就是依靠机器人的跟随功能实现的。

03新知讲解图3.4.1跟随购物车图3.4.2跟随行李箱

03新知讲解跟随机器人的基本功能：自动跟随目标移动，目标走到哪里它就跟到哪里。在设定的距离范围内跟随目标移动，目标前进，机器人就跟着前进；目标后退，机器人就自动后退；目标停止，机器人也停止。机器人与移动的目标对象始终保持在一定距离内。自动跟随

03新知讲解机器人在一定距离内跟随着目标移动，需要防止发生碰撞，能主动避障避免撞上跟随目标或者其他障碍物。机器人能对前方障碍物的距离进行测量，并判断障碍物的位置，当感知前进方向有障碍物时，机器人做停止不动或者后退的动作，并在障碍消除后恢复行进，如图3.4.3所示。防碰撞图3.4.3跟随距离示意图

03新知讲解课堂活动说一说，机器人的跟随功能可以应用到哪些场景中。日常生活场景：在商场或超市中，机器人可以跟随主人，帮忙搬运购物袋；在旅行中，机器人可以跟随游客，携带行李并提供导航服务。工作场景：在仓库或物流中心，跟随功能的机器人可以跟随工作人员，自动搬运货物。医疗场景：在医院内部，机器人可以跟随医护人员，运输医疗设备和药品。教学辅助：在课堂上，机器人可以跟随教师，展示教学内容和实验操作。

03新知讲解二、跟随功能实现设定机器人的功能后，需要给机器人编写程序来实现跟随功能。例如，利用机器人的超声波传感器检测距离，如果机器人与跟随目标的距离大于设定值，那么机器人跟随前进，如果机器人与跟随目标的距离比较小，在某个距离范围内，那么机器人就静止:如果机器人与跟随目标的距离过小，那么机器人就后退，防止碰撞。

03新知讲解按照功能设计与分析，梳理程序思路，如图3.4.4所示。程序设计开始显示超声波的检测距离值超声波检测值≥20？是机器人前进否10≤超声波检测值＜20？否机器人停止超声波检测值＜10？否是机器人后退图3.4.4程序流程是

03新知讲解相应的示例程序如图3.4.5所示主程序OLED显示清空OLED第1行显示OLED显示生效如果一直重复打开M1电机正转速度6012c超声波≥2012c超声波10≥和图3.4.5跟随机器人示例程序否者如果转文本12c超声波模式普通不换行打开M2电机反转速度6012c超声波＜20关闭M1输出关闭M2输出否者如果12c超声波＜10打开M1电机反转速度60打开M1电机正转速度60

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