生成性学习视角下移动机器人运动控制虚拟仿真实验教学平台设计与实现  

作　　者：李学伟 赵圆圆 董军校 李亚 郭祖华 邢倩 齐永兰 任沁超 

机构地区：[1]河南工学院智能工程学院,河南新乡453003 [2]江苏汇博机器人技术股份有限公司,江苏苏州215000

出　　处：《南方农机》2025年第4期6-9,14,共5页

基　　金：河南省教育厅本科高校虚拟仿真实验教学项目(教高[2023]271号);河南工学院教育教学改革研究与实践项目“以产业需求为导向的机器人工程专业实践教学体系研究与实践”(ZN-2021003);河南工学院教育教学改革研究与实践项目“基于高阶能力导向的‘机器人工程学’研究性教学模式探索与实践”(2024JG-YB039);河南省重点研发与推广专项(科技攻关)(242102210029);教育部产学合作协同育人项目2022年第二批项目“面向新工科的机器人与人工智能师资培训”(220903053301713);河南省重点研发与推广专项(科技攻关)(242102220022);河南省大学生创新创业训练计划项目(202311329015)。

摘　　要：【目的】针对机器人实体的自主定位导航在实践教学过程中面临的场地局限、设备昂贵及实验成本高等难题,设计并构建了移动机器人运动控制Gazebo虚拟仿真实验教学平台,以拓展实验教学内容的广度和深度,提升实验教学质量和水平。【方法】实验项目涵盖机器人Gazebo环境搭建、机器人传感器选型、机器人驱动与运动控制、机器人SLAM建图、机器人路径规划、机器人自主导航与避障等知识点,包含14个交互性步骤。通过虚拟仿真技术,采用“尝试、探究、改进”循环提升的实验方法,引导学生深入探索、自主实验。【结果】构建的移动机器人运动控制虚拟仿真实验教学平台能够直观化、可视化地展示移动机器人自主定位导航效果,有效延伸了实验教学的时间和空间,显著提升了学生的高阶思维能力和实践创新能力。【结论】成功实现了对机器人自主定位导航实验的虚拟仿真,为机器人工程专业的教学提供了有力支持。

关 键 词：自主定位导航 Gazebo虚拟仿真 生成性学习 高阶思维 

分 类 号：G642.4[文化科学—高等教育学] TP391.9[文化科学—教育学] TP242[自动化与计算机技术—计算机应用技术]