第三单元第14课 编码也能动起来（教学课件） 信息科技人教版四年级上册（新教材）

扫地机器人是生活中常见的一种智能家电，它的智能在于通过众多传感器的共同作用下，能够实现帮助我们自动清洁地面的目的。今天我们看看扫地机器人都有哪些传感器，以及他们都如何发挥作用。首先我们来看一下碰撞传感器，在扫地机器人前端两侧各装有一个光电开关，并由一个180度的碰撞板控制。当碰撞到物体时，光电开关中的光敏二极管接收到红外光线，进而将信号传送给传感器，让扫地机器人可以改变方向，通过调整两个轮子向相反方向转动实现原地转弯。在经过连续的转弯之后，扫地机器人已经成功的迷路了，这是因为没有给他设定正确的行进线路。这种基础的行进路线应该做到避免重复以及对地面全部覆盖，通过使用陀螺仪传感器和里程传感器就可以实现陀螺仪传感器能让扫地机器人准确地转动到所需角度，里程传感器来感知扫地机器人跑了多远，两者相互配合就实现了清扫路线的基本样式。如果扫地机器人不能区分挡在他前面的障碍物是墙或是其他东西，则会造成部分区域无法被清扫的情况，这就需要激光雷达传感器来解决这个问题。激光雷达传感器通过光束打在目标物上的回波来构成三维立体图像，以此来判断哪里是墙，哪里只是一个如桌子、椅子之类的可绕开的障碍物以及他们的距离。这样扫地机器人就对房间有了全方位的了解，并且可以通过对应的APP来查看并设定哪里需要清理或哪里不需要清理。大型的障碍物解决了，但有些例如电线、衣服、宠物玩具等小物品，还是会对扫地机器人的工作带来麻烦。3D结构光深度相机就会解决这个问题。他利用光源照亮目标物，再将目标物原始图像转换为图像信号，结合距离信息形成目标物的三维模型，就会对激光雷达传感器的盲区进行扫描，这样就做到大小通吃了当扫地机器人在你家别墅里清扫的时候，你应该不会希望它由楼梯上摔下去。悬崖传感器是避免这种事情发生的解决方案，它一般会有4到6个安装在扫地机器人底部边缘位置。红外信号发射管每隔一段时间向地面发射红外射线。接收管收到信息后由红外线返回的时间来判断高度，若返回时间超过了限定值，则判定前方存在悬崖，并向控制器发送信号控制器向扫地机器人发出转向或停止的指令，防止跌落。扫地机器人在众多传感器的共同作用下，实现了自动清洁地面的作用。随着智能化的提高，例如定时清扫虚拟墙、语音控制、远程控制等功能也逐渐被加入到扫地机器人中。你觉得扫地机器人目前还有哪些不足呢？可以留言一起讨论一下，期待你的关注。 null第3章 有趣的编码应用 编码也能动起来 第14节 人教版 学习目标 01 课堂导入 02 新知探究 03 知识总结 04 智慧挑战 05 兴趣园地 06 目录 CONTENTS 2 了解用编码描述动作的方法 比较用不同编码方案描述的动作编码，初步体验用编码描述秩序 学习目标 课堂导入 推箱子游戏你玩过吗？来挑战一下吧！ 课堂导入 你是如何通过第一关的？ 推箱子的动作应该如何编码呢？ 编码不光可以表示现实世界中的人、物以及计算机中的信息，还能用来表示动作、描述秩序。 一、推箱子（第一关） 第1步：在游戏图纸上为推箱子（第一关）画出网格。 第2步：画出过关方案。 第3步：将过关方案用文字进行描述，并在任务单中记录。 新知探究 新知探究 回忆你通过第一关的过程，描述你的过关方法： _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 学习任务单 活动1 网格可以在图像中规划同等大小的方格，有助于对数据进行直观、准确地展示和解读，为解决问题提供帮助。 为什么要在游戏图纸上标出网格呢？ 交流分享你的过关方法 新知探究 先到箱子下方，把箱子往上推，再到箱子左侧，把箱子推到终点。 向上走、向右推、向下走、向右走、向上推 文字描述比较繁琐 无法体现经过的网格 二、设计动作编码 为能清晰描述过关方法，准确记录前进方向和在网格中的行动距离，需要为推箱子游戏设计一套简洁的动作编码方案。 例如，可以使用单字描述动作方向，用数字描述行动距离。 新知探究 按照动作方向+距离数字的编码，这种过关方式可以描述为：右1、上1、左1、上1、右1。 分组合作，设计你们自己的编码想法？填写下表。 新知探究 学习任务单 活动2 向上移动 向左移动 向下移动 向右移动 距离 我们想用不同方向的箭头+数字进行编码。例如↑2代表向上移动2个网格。 我们想用英文字母+数字进行编码。例如left1代表向右移动1个网格。 交流分享你们设计的动作编码方案 新知探究 向上移动 up 向左移动 left 向下移动 down 向右移动 right 距离 数字 向上移动 ↑ 向左移动 ← 向下移动 ↓ 向右移动 → 距离 数字 向上移动 上 向左移动 左 向下移动 下 向右移动 右 距离 数字 三、推箱子（第二关） 体验第二关游戏，在任务单中画出推箱子路线，并使用自已设计的动作编码方案展示行动路线，验证自已编制的动作编码方案是否合理、可行。 新知探究 1.在右图中画出推箱子的路线。 2.用自己设计的动作编码方案描述行动路线:______________________ _____________________________________________________________。 新知探究 学习任务单 活动3 交流分享你的动作编码方案 新知探究 我们的编码方案是： 上1、右5、上1、右1、下1 我们的编码方案是： ↑1、→5、↑1、→1、↓1 我们的编码方案是： up1、right5、 up1、right1、down1 新知探究 编码方案不是唯一的，只要设计的编码能蕴含信息的准确性、记录和传递信息的便捷性，确保唯一性，就是有效的、可以使用的。 编码方案的有效性 向上——up 向下——up 动作编码确保唯一性 帮助家里的扫地机器人设计清扫路线。 1.为房间平面图绘制网格。 2.利用网格规划清扫路线，并用编码记录。 3.与同学交换对比，探讨谁的路线规划更好。 新知探究 学习任务单 活动4 自己为扫地机器人设计的清扫路线是： 知识总结 编码也能动起来 编码可以用来描述动作 推箱子游戏可以设计多种动作编码方案 编码方案不是唯一的，要确保唯一性、准确性 2.以下哪种编码方案能准确描述“向上走2步、向左走1步”？（ ） A.↑2、←1 B.上 1、左 2 C.→2、↓1 1.网格在动作编码中的作用是？（ ） A.让方向和距离更精准 B.增加动作难度 C.只能用于推箱子游戏 智慧挑战 智慧挑战 解析：网格将空间分成方格，“1步=1格” 让方向和距离有统一标准，避免动作混乱。 答案:A 解析：A选项中 “↑”对应向上、“←”对应向左，数字表示距离，符合动作编码规则。 答案：A 兴趣园地 扫地机器人 谢谢 下节课见！ Thanks！ 人教版 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.52 $