智能家居机器人设计与控制

项目1  开发软件平台环境的搭建与配置1.1  项目描述1.2  教学目标1.3  知识准备1.3.1  了解嵌入式系统Linux使用的命令行1.3.2  了解Linux文件与文件管理命令1.3.3  更多Linux命令1.3.4  特殊的控制键1.3.5  了解Linux进程机制命令1.3.6  了解sudo与权限1.4  任务实现1.4.1  安装Raspbian Linux发行版本操作系统1.4.2  配置Raspbian Linux操作系统1.4.3  通过apt-get管理软件1.4.4  使用Pi Store安装软件和多媒体1.4.5  设置Raspbian Linux固件1.4.6  把控制器变成多媒体中心1.4.7  在控制器上面玩游戏1.4.8  使用Raspbian Linux系统编译Python程序1.5  考核评价任务1  Raspbian Linux系统安装任务2使用Raspi-config设置系统任务3启动进入桌面任务4通过apt-get安装新软件任务5通过apt-get删除软件任务6使用Python编写简单的Hello程序1.6  拓展提高任务1升级固件或内核任务2设置视频输出任务3测试和设置音频系统项目2  嵌入式交互式智能家居机器人控制系统2.1  项目描述2.2  教学目标2.3  知识准备2.3.1  智能家居机器人控制系统硬件主板2.3.2  智能家居机器人控制系统的特性2.3.3  智能家居机器人控制系统电路及传感器资源2.4  任务实现2.4.1  使用输入输出接口2.4.2  数字信号输出：点亮LED2.4.3  数字信号输入：读取按钮状态2.4.4  在Python中安装并测试GPIO2.4.5  让LED闪烁2.4.6  读取按钮状态2.4.7  在智能家居机器人系统中定位串口2.4.8  串口通信2.5  考核评价任务1  制作定时台灯项目任务2  制作简易发音板项目任务3  在智能家居机器人系统中驱动底层控制系统项目3  交互式智能家居机器人运动模块设计3.1  项目描述3.2  教学目标3.3  知识准备3.3.1  关于直流电机3.3.2  关于L298驱动器3.3.3  底层控制板的基本电机编程技巧3.3.4  导航传感器选择3.3.5  家居巡航导航策略3.4  任务实现3.4.1  方案设计3.4.2  硬件电路设计3.4.3  家居机器人导航组装3.4.4  智能家居机器人导航程序设计3.4.5  智能家居机器人导航避开“死角”的算法设计3.4.6  调试程序3.4.7  利用嵌入式系统监测运行状态3.5  考核评价任务1  实现智能家居机器人家庭巡航任务2  嵌入式智能家居机器人的实现3.6  拓展提高任务智能家居机器人智能导航项目4  交互式智能家居机器人视觉交互控制模块设计4.1  项目描述4.2  教学目标4.3  知识准备4.3.1  Python基础编程4.3.2  计算机视觉库SimpleCV的运行条件4.3.3  计算机视觉库SimpleCV基础编程4.3.4  关于摄像头的选择4.3.5  关于视觉处理的基本概念4.4  任务实现4.4.1  测试摄像头4.4.2  安装并测试SimpleCV4.4.3  图像数据无线传输的实现4.4.4  图像变换与增强处理4.4.5  图像背景去除和轮廓提取的实现4.4.6  图像分割和运动物体检测的实现4.4.7  图像模式识别——颜色识别算法的实现4.4.8  图像模式识别——形状识别算法的实现4.5  考核评价任务1  条码识别任务2  人脸检测任务3  二维码识别4.6  拓展提高任务利用智能家居机器人编写一个互动型照相馆项目5  交互式智能家居机器人听觉交互控制模块设计5.1  项目描述5.2  教学目标5.3  知识准备5.3.1  关于语音识别5.3.2  听觉交互控制模块硬件的设计思路5.3.3  语音感知、获取的原理5.4  任务实现5.4.1  方案设计5.4.2  听觉交互控制模块硬件的设计与制作5.4.3  语音分析处理与模式识别设计5.4.4  语音识别与机器人动作控制程序设计5.4.5  程序代码的编辑、调试及运行5.5  考核评价任务1  交互式智能家居机器人的人机对话设计任务2  接收主人发出的控制命令并响应5.6  拓展提高任务智能家居语音控制机器人的动作互动项目6  交互式智能家居机器人触觉交互控制模块设计6.1  项目描述6.2  教学目标6.3  知识准备6.3.1  超声波传感器6.3.2  超声波测距的原理及计算公式6.3.3  关于非接触式红外触觉探测6.3.4  非接触式红外触觉探测传感器介绍及其控制方式6.3.5  非接触式温度测量6.3.6  非接触式温度测量传感器介绍及其控制方式6.4  任务实现6.4.1  方案设计6.4.2  总体硬件电路设计6.4.3  非接触式超声波触觉软件的编写6.4.4  非接触式红外触觉探测软件的编写6.4.5  非接触式温度触觉软件的编写6.4.6  程序代码的编辑、调试及运行6.5  考核评价任务1  编写感应人体接近动作的响应程序任务2  用超声波判断人体离机器人的距离任务3  智能家庭机器人非接触式人体温度测量服务6.6  拓展提高任务基于非接触式多传感器的机器人对周围环境的监测项目7  交互式智能家居机器人交互模块整体软硬件调试7.1  项目描述7.2  教学目标7.3  知识准备7.4  任务实现7.4.1  综合方案设计7.4.2  整体硬件电路设计7.4.3  多模块智能程序的编写7.4.4  程序代码的编辑、调试及运行7.4.5  烧写可执行文件7.5  考核评价任务触觉和听觉导航视觉综合案例7.6  拓展提高任务触觉、听觉导航、无线数据传输和视觉信息采集显示综合编程附录A  Linux操作系统A1.1  初次使用A1.2  浏览文件系统A1.3  编辑文本文件A1.4  管理用户A1.5  管理进程A1.6  关闭和重启智能家居机器人控制系统A1.7  获取帮助附录B  安装所需元器件清单附录C  调试所需仪器仪表清单参考文献