教育機(jī)器人的AI算法教育系統(tǒng)設(shè)計(jì)與性能優(yōu)化
發(fā)布時間:2022-01-26 04:17
機(jī)器人從最初的工業(yè)機(jī)器人,軍用機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人,發(fā)展到娛樂機(jī)器人和教育機(jī)器人領(lǐng)域。教育機(jī)器人目前多用于競賽,而用于教學(xué)的卻較少。目前人工智能的發(fā)展方興未艾,面向青少年的人工智能的教育需求越來越急迫,因此,需要針對此需求開發(fā)以教學(xué)為功能的教育機(jī)器人。因此,本文設(shè)計(jì)了一款可以教授人工智能算法的教育機(jī)器人。這款機(jī)器人旨在為初學(xué)者提供幫助,通過人機(jī)交互,學(xué)生可以了解人工智能算法的思想。教育系統(tǒng)選用KNN算法進(jìn)行教學(xué),這是最簡單有效的分類算法,簡單且容易實(shí)現(xiàn)。由于其簡單高效的特性,很適合教導(dǎo)剛接觸人工智能的學(xué)生,在教導(dǎo)的過程中初學(xué)者也能更容易理解和學(xué)習(xí)。機(jī)器人能夠?qū)NN(k-NearestNeighbor)分類算法進(jìn)行詳細(xì)地拆分講解,通過人機(jī)交互,使學(xué)生參與算法的每一步。同時提供了KNN圖片分類的實(shí)例,通過實(shí)例進(jìn)行學(xué)習(xí)學(xué)生能將算法理解得更透徹。由于ESP32性能穩(wěn)定,能實(shí)現(xiàn)無線通信并具有超低的功耗的特點(diǎn),因此在ESP32嵌入式系統(tǒng)上進(jìn)行教育機(jī)器人的KNN算法開發(fā)與實(shí)現(xiàn)。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)KNN教學(xué)框架的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。KNN的教學(xué)框架由PC端和ESP32的結(jié)合。KNN算法是有監(jiān)督的學(xué)...
【文章來源】:東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
ESP32 原理圖
ESP32樣試圖
第2章AI算法教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)11或SRAM。ESP32SPI的四線全雙工通信的電氣連接圖如圖2-4所示,根據(jù)連接圖介紹其通信原理:MOSI和MISO根據(jù)脈沖信號進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,而脈沖信號有CLK提供,主設(shè)備SPIMaster通過MOSI線向從設(shè)備輸出數(shù)據(jù),而從設(shè)備SPISlave接收到CS的下降沿信號后才能進(jìn)行通信,按照預(yù)先設(shè)定的工作方式,根據(jù)CLK的電平變換(下降沿或上升沿)從MOSI線上讀取主設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù),同時向MISO線上發(fā)送數(shù)據(jù)。圖2-5為SPI轉(zhuǎn)USB原理圖。CLKMISOMOSI__CSSPIMasterCLKMISOMOSI__CSSPISlave圖2-4SPI主機(jī)和從機(jī)四線全雙工通信電氣連接圖圖2-5CP2130SPI轉(zhuǎn)USB原理圖2.3算法教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.3.1KNN教學(xué)算法教學(xué)系統(tǒng)選用KNN算法進(jìn)行教學(xué),這是最簡單有效的分類算法,簡單且容易實(shí)現(xiàn)。由于其簡單高效的特性,很適合教導(dǎo)剛接觸人工智能的學(xué)生,在教導(dǎo)的過程中初學(xué)者也能更容易理解和學(xué)習(xí)。KNN的經(jīng)典教學(xué)實(shí)例就是數(shù)字識別器,而我們的圖片分類也跟這個相差無幾,因此KNN算法足以支撐我們的實(shí)驗(yàn)。如
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]工業(yè)機(jī)器人視覺檢測系統(tǒng)研究[J]. 王琳,張珊珊,潘艷飛,劉新. 電子技術(shù)與軟件工程. 2019(22)
[2]論人工智能技術(shù)應(yīng)用研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景[J]. 王嫄,解文霞,孔德莉,高喜平. 科技與創(chuàng)新. 2019(20)
[3]邊緣計(jì)算技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與對策[J]. 傅耀威,孟憲佳. 科技中國. 2019(10)
[4]邊緣計(jì)算——開啟門店科技新時代[J]. 劉忠軒,吳江旭,李康. 人工智能. 2019(05)
[5]2019人工智能企業(yè)TOP100[J]. 弘毅. 互聯(lián)網(wǎng)周刊. 2019(18)
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[8]產(chǎn)學(xué)研用一體化機(jī)器人學(xué)科建設(shè)[J]. 吳峰華,李婷雪,李連德,楊哲海,尹競瑤,王昊,金鑫. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2019(08)
[9]基于機(jī)器人操作系統(tǒng)的移動機(jī)器人激光導(dǎo)航系統(tǒng)[J]. 孫巍偉,王晗,黃民. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(20)
[10]我國教育人工智能研究綜述[J]. 茹麗娜,唐燁偉,王偉,鐘紹春. 中國信息技術(shù)教育. 2019(07)
博士論文
[1]增強(qiáng)學(xué)習(xí)及其在移動機(jī)器人導(dǎo)航與控制中的應(yīng)用研究[D]. 徐昕.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2002
碩士論文
[1]移動機(jī)器人環(huán)境建模與路徑規(guī)劃方法研究[D]. 李文超.河北工程大學(xué) 2020
[2]基于ROS的全向移動機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D]. 王古超.安徽理工大學(xué) 2019
[3]室內(nèi)環(huán)境下移動機(jī)器人地圖構(gòu)建與路徑規(guī)劃技術(shù)研究[D]. 王徽.安徽工程大學(xué) 2019
[4]基于改進(jìn)蟻群算法的移動機(jī)器人路徑規(guī)劃研究[D]. 王飛.安徽工程大學(xué) 2019
[5]小學(xué)人工智能教育機(jī)器人的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[D]. 趙蘇亞.華中師范大學(xué) 2019
[6]教育機(jī)器人輔助英語口語教學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)研究[D]. 凌敏.華中師范大學(xué) 2019
[7]基于Real Sense的輪式教育機(jī)器人室內(nèi)路徑規(guī)劃研究[D]. 孔令望.華中師范大學(xué) 2019
[8]消防機(jī)器人控制系統(tǒng)研究[D]. 苗春壯.中北大學(xué) 2019
[9]基于紅外熱成像的消防滅火機(jī)器人自動控制系統(tǒng)的研究[D]. 張航.南京航空航天大學(xué) 2019
[10]教育機(jī)器人移動編程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張竣.北方工業(yè)大學(xué) 2018
本文編號:3609797
【文章來源】:東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
ESP32 原理圖
ESP32樣試圖
第2章AI算法教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)11或SRAM。ESP32SPI的四線全雙工通信的電氣連接圖如圖2-4所示,根據(jù)連接圖介紹其通信原理:MOSI和MISO根據(jù)脈沖信號進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,而脈沖信號有CLK提供,主設(shè)備SPIMaster通過MOSI線向從設(shè)備輸出數(shù)據(jù),而從設(shè)備SPISlave接收到CS的下降沿信號后才能進(jìn)行通信,按照預(yù)先設(shè)定的工作方式,根據(jù)CLK的電平變換(下降沿或上升沿)從MOSI線上讀取主設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù),同時向MISO線上發(fā)送數(shù)據(jù)。圖2-5為SPI轉(zhuǎn)USB原理圖。CLKMISOMOSI__CSSPIMasterCLKMISOMOSI__CSSPISlave圖2-4SPI主機(jī)和從機(jī)四線全雙工通信電氣連接圖圖2-5CP2130SPI轉(zhuǎn)USB原理圖2.3算法教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.3.1KNN教學(xué)算法教學(xué)系統(tǒng)選用KNN算法進(jìn)行教學(xué),這是最簡單有效的分類算法,簡單且容易實(shí)現(xiàn)。由于其簡單高效的特性,很適合教導(dǎo)剛接觸人工智能的學(xué)生,在教導(dǎo)的過程中初學(xué)者也能更容易理解和學(xué)習(xí)。KNN的經(jīng)典教學(xué)實(shí)例就是數(shù)字識別器,而我們的圖片分類也跟這個相差無幾,因此KNN算法足以支撐我們的實(shí)驗(yàn)。如
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[5]2019人工智能企業(yè)TOP100[J]. 弘毅. 互聯(lián)網(wǎng)周刊. 2019(18)
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[8]產(chǎn)學(xué)研用一體化機(jī)器人學(xué)科建設(shè)[J]. 吳峰華,李婷雪,李連德,楊哲海,尹競瑤,王昊,金鑫. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2019(08)
[9]基于機(jī)器人操作系統(tǒng)的移動機(jī)器人激光導(dǎo)航系統(tǒng)[J]. 孫巍偉,王晗,黃民. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(20)
[10]我國教育人工智能研究綜述[J]. 茹麗娜,唐燁偉,王偉,鐘紹春. 中國信息技術(shù)教育. 2019(07)
博士論文
[1]增強(qiáng)學(xué)習(xí)及其在移動機(jī)器人導(dǎo)航與控制中的應(yīng)用研究[D]. 徐昕.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2002
碩士論文
[1]移動機(jī)器人環(huán)境建模與路徑規(guī)劃方法研究[D]. 李文超.河北工程大學(xué) 2020
[2]基于ROS的全向移動機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D]. 王古超.安徽理工大學(xué) 2019
[3]室內(nèi)環(huán)境下移動機(jī)器人地圖構(gòu)建與路徑規(guī)劃技術(shù)研究[D]. 王徽.安徽工程大學(xué) 2019
[4]基于改進(jìn)蟻群算法的移動機(jī)器人路徑規(guī)劃研究[D]. 王飛.安徽工程大學(xué) 2019
[5]小學(xué)人工智能教育機(jī)器人的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[D]. 趙蘇亞.華中師范大學(xué) 2019
[6]教育機(jī)器人輔助英語口語教學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)研究[D]. 凌敏.華中師范大學(xué) 2019
[7]基于Real Sense的輪式教育機(jī)器人室內(nèi)路徑規(guī)劃研究[D]. 孔令望.華中師范大學(xué) 2019
[8]消防機(jī)器人控制系統(tǒng)研究[D]. 苗春壯.中北大學(xué) 2019
[9]基于紅外熱成像的消防滅火機(jī)器人自動控制系統(tǒng)的研究[D]. 張航.南京航空航天大學(xué) 2019
[10]教育機(jī)器人移動編程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張竣.北方工業(yè)大學(xué) 2018
本文編號:3609797
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