【研学游学】Workshop车辆控制实训-编程技术

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编程人工智能车辆控制实训项目

项目安排

Program Arrangement

1.该项目将以Workshop的形式进行；

2.Workshop计划：每周1次课，每次课2课时。

3.总课时：20课时

适合人群

Prerequisites

1.适合年* (Grade): 7-9年*（以评估结果为准，其他年*也可报名）

2.适合专业 (Major)：对理工科学科专业感兴趣的中学生

理工科：集成电路开发板Arduino、C++/C语言、电子通信、信号处理

项目人数

Project number

项目将以1对1或1对2形式进行。

项目收获

Program Outcome

1.实物作品

学员能在课程结束时，通过程序编写和不断的调试设计出一台有智能跟随/避障功能的小车。

2.工程日志

严谨的研究思路
完整的报告结构

3.证书

项目组织机构所出具的项目实践证书

项目背景

Program Background

数字星球正向人类走来，全球的“编程风”愈刮愈烈，已有24个国家在基础教育中设立了编程课程。未来世界里机器人必定属于全民，普通人也可以学习制作DIY机器人，编写程序后控制机器人按照程序指令工作。尽早了解编程教育、让孩子开始接受编程教育，对孩子的成长有着重要意义。

如果孩子在未来不会编程的话，就很可能失去和机器人世界交互的能力，失去创造人工智能的能力，在世界稳步向前的时候掉队。编程，就像写作一样，是人类表达的媒介，让人能够将复杂问题拆分解决。通过这个解决的过程，我们学会以新的方式思考、感受和沟通。几年之后，不会编程、不能理解也不能够与机器打交道的孩子就像现在不会写作表达传播自己想法的孩子一样让人焦虑。

项目介绍

Program Description

本课题是基于Arduino的车辆控制的设计与实现，车辆完成的主要功能是学员通过各个传感器（例：超声波传感器、循迹传感器、红外接收传感器、PS/2双轴遥感传感器等）的组合搭配使用使得小车获得其想要实现的不同*（避障、跟随、遥控等）。

小车系统以Arduino 为系统控制器;
通过各个传感器，从而对小车能够实现的功能进行控制;
用Solidworks 3D建模来制作模型
程序的编制以及程序的调试;
*终完成软件和硬件的融合，实现小车的预期功能。

(一）理论部分教学

对大多数学生来说，此次项目是他们*次面对一整个涵盖了计算机程序的编写、集成电路开发板Arduino、C++/C 语言、电子通信、信号处理、Solidworks 的综合技术项目。

在项目中，他们需要学习计算机原理、集成电路原理、数字模拟信号原理等。所以，理论教学部分是*其重要的，学生们能够真正懂得计算机集成电路内部运行的原理，知其然知其所以然，就能够在此领域有所创新。并且老师还将配合生活中贴近的案例来讲解理论部分的内容。

1.计算机集成电路内部运行原理

建立学生对电子编程、集成电路、计算机程序、计算机硬件工作原理的基础认知；
通过编写计算机程序对电机、舵机等硬件的控制，激发学生对计算机、集成电路方便的思维和兴趣。

2.真实案例讲解

学生对编程加工是充满了神秘感和期待的，所以在课程中用和现实生活比较接近的案例激发学生的学习兴趣；
通过分析代码引导学生进行思考，了解计算机工作机制，培养学生学习兴趣，为学生自主编程作铺垫。

（二）结构模型实训

将涉及到的小车电子电路知识自己动手实践，并完成小车的相应部分内容。在自动化编程加工中，通过对编程过程的体验，让学生了解编程加工的内在机制及计算机编程解决问题的方法和步骤。让学生对计算机编程进一步产生兴趣。

1.小车

Arduino的编程设计；
编写程序实现小车的避障/跟随功能；
组装小车；
调试程序。

2.Solidworks

Solidworks基础；
草图设计；
3D建模（绘制图形并3D打印）。

另外可以根据不同学生的个性化需求，增加具体功能，详细方案可以和学生讨论确定。

导师介绍

Instructor Introduction

来自国内外*，在国际教育、科技工程、金融、艺术等领域深耕多年的专业大咖。学生与导师的合作式学习，共同完成课题探索，趣味化学习体验。

STEM 教育*；
国内外先进教育理念；
能够在关键性的学术问题上给出实质性的指导；
在一些入门*的和初*的学术事务和学术技能上（包括各类实验分析技术、论文写作方法和写作规范、学术规范、学术论述中的语法错误修改和错别字修改等等），能够有效地教会学生；
能够及时发现和尽可能地帮助学生解决其在学习过程中遇到的各方面困难。

项目大纲

Program Outline

深圳线下，深圳以外地区线上

Lecture 1：Arduino编程基础