一、微专业简介
华北水利水电大学智能机器人微专业面向人工智能与智能制造发展需求，课程涵盖机器人学基础、嵌入式控制、机器视觉、路径规划与数字孪生、ROS系统开发及综合设计实践等6门课程，共16学分。学生在学习过程中将参与项目实践、学科竞赛和综合设计训练，通过真实工程任务提升解决复杂工程问题的能力。修完规定课程并考核合格者，由学校颁发微专业证书，为未来升学深造、创新创业和高质量就业奠定基础。
二、微专业特色
本微专业采用“工程项目+创新实践”的教学模式，各门课程配套专属实验实训软硬件资源，依托实操实训助力学生吃透理论知识、锤炼专业实操技能。开班后以3～5人小组为单位，协同开展实操实训、项目研发与科创备赛，在协作攻关中培养团队协作意识与工程项目统筹能力。修读本微专业的学生，可深度参与机器人整机设计与研发实操，优先获得智能机器人创意大赛等各类科创赛事参赛名额。
三、培养目标
本微专业面向人工智能与智能制造领域的发展需求，培养具有扎实工程基础、掌握现代机器人系统结构、感知控制方法与应用技术的复合型工程技术人才。通过系统学习机器人硬件与软件设计、系统建模、传感与感知、轨迹规划、运动控制等核心知识，学生将具备较强的综合分析与工程实践能力，能够胜任工业机器人、服务机器人等相关系统的开发、调试与应用工作。
培养目标如下：
培养目标1：掌握机器人系统的基本构成、运动学与动力学分析方法；
培养目标2：熟悉主流工业与服务机器人平台的控制逻辑与应用开发；
培养目标3：具备利用先进的感知-控制-规划技术提升机器人自主行为能力，或引入人工智能来提升机器人自主决策能力；
培养目标4：能在智能制造、智慧物流等行业场景中开展机器人系统集成、测试与工程实践。
四、课程设置
课程名称 |
学分 |
总学时 |
学时分配 |
考核 方式 |
开课单位 |
修读学期 |
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理论学时 |
实践学时 |
线上学时 |
线下学时 |
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机器人学基础 |
3 |
48 |
40 |
8 |
0 |
48 |
考查 |
机械学院 |
1 |
嵌入式控制系统设计 |
2 |
32 |
18 |
14 |
0 |
32 |
考查 |
机械学院 |
1 |
机器视觉与感知技术 |
2 |
32 |
24 |
8 |
0 |
32 |
考查 |
机械学院 |
2 |
机器人运动规划与数字孪生 |
3 |
48 |
28 |
20 |
20 |
28 |
考查 |
机械学院 |
2 |
ROS系统与应用开发 |
3 |
48 |
36 |
12 |
0 |
48 |
考查 |
机械学院 |
3 |
机器人综合设计实践 |
3 |
48 |
8 |
40 |
0 |
48 |
考查 |
机械学院 |
3 |
合计 |
16 |
256 |
154 |
102 |
20 |
236 |
|
|
|
1.总学时=理论学时+实践学时（实践教学含实验和上机教学），总学时=线上学时+线下学时；
2.“考核方式”填写考试、考查；“开课单位”填写任课教师所在的教学单位；“修读学期”按照最长修读时间2年制内实际开课学期填写，用数字1、2、3、4表示。
序号 |
课程名称 |
课程简介 |
1 |
机器人学基础 |
本课程系统讲授机器人学的基本概念与理论，包括机器人运动学、动力学、轨迹规划、结构构型与关节类型等核心内容。教学以理论讲解与案例分析相结合，强调理解与应用。通过 MATLAB 和仿真工具进行运动学建模与仿真，培养学生分析与解决机器人基本运动问题的能力，为后续课程打下坚实基础。 |
2 |
机器视觉与感知技术 |
本课程系统介绍机器人感知系统的基础理论与关键技术，涵盖视觉及多传感器融合内容。重点讲授图像采集与处理流程，包括图像预处理、特征提取、目标检测与识别、三维信息获取等；引入OpenCV和深度学习框架，训练学生实现典型视觉任务（如目标跟踪、环境感知与场景建图）。同时，课程还介绍位置传感器、陀螺仪、超声波/激光测距传感器、力/力矩传感器等，通过案例教学与实验训练，提升学生在复杂环境中构建机器人感知系统的综合能力。 |
3 |
机器人运动规划与数字孪生 |
本课程具体介绍如何对机器人所处的环境进行建模，包括地图构建、障碍物表示等方法。例如，使用栅格地图、拓扑地图等不同方式对环境进行描述，以及如何通过传感器数据更新环境模型。详细讲解各种路径规划算法，如 A * 算法、Dijkstra 算法、人工势场法等，分析它们的优缺点和适用场景。课程结合比赛案例，学习移动机器人在智能制造中的典型应用，培养学生的创新实践能力与工程应用思维，通过引入MES系统，进行机器人运动规划设计和整个智能制造产线的数字孪生过程。 |
4 |
嵌入式控制系统设计 |
该课程介绍机器人常用的控制器及智能控制方法，包括Arduino、STM32、树莓派等控制器，以及PID、滑模控制、自适应控制与强化学习等智能控制算法的基本概念及应用。通过典型实例（如移动机器人路径跟综等），训练学生理解复杂系统行为与设计相应控制策略的能力。 |
5 |
ROS系统与应用开发 |
本课程围绕 Robot Operating System (ROS) 讲解机器人软件系统的架构、通信机制与功能开发。课程包含 ROS节点、话题、服务、动作机制等核心内容，并结合Gazebo和RViz实现机器人导航、路径规划与多传感器融合任务，强化学生的工程开发能力。 |
6 |
机器人综合设计实践 |
基于前期课程所学知识，独立或团队协作完成一个小型机器人系统设计任务，如自主导航小车、机械臂操作平台等。课程强调方案设计、系统集成、调试优化等工程实践环节，提升学生的项目管理、创新与跨学科综合能力。 |
六、培养模式
本微专业采用“理论+实践、课程+竞赛”相结合的培养模式，以线下为主、线上为辅，通过课堂教学夯实理论基础，课程实验、综合设计和创新实践提升动手能力，学科竞赛强化综合应用能力。
七、教学安排与修业年限
上课时间：2026年9月
上课校区：花园校区
修业年限：1.5年
八、考核与证书
学生获得主修专业学士学位资格，并按要求修完微专业培养方案规定的课程和实践环节，取得相应学分，经审查合格，学校将授予微专业证书。
九、学费
微专业按学分收费。收费标准严格按照《河南省教育厅、河南省发展和改革委员会、河南省财政厅关于进一步规范普通高校收费管理的通知》（豫教财〔2007〕74号）和学校《华北水利水电大学学分制学费收费管理办法》（华水政〔2022〕92号）文件的有关规定执行：优势本科理工类129元/学分。修读微专业的学生须在开课前依据收费标准按照总学分一次性交纳学费费用，具体安排另行通知。
十、招生与选拔
（一）招生对象及规模
招生对象：本微专业面向校内理工类2024级、2025级本科生招生。
招生规模：50人
招生条件：学生在校期间所修读主修专业的平均学分绩点需要达到2.50及以上，无不及格课程，无学籍处理和纪律处分记录者，均可申请修读。
（二）报名时间及方式
报名时间及方式根据学校统一安排。详情可加入机械学院智能机器人微专业群咨询（QQ群：564233083），了解报名细节、课程安排等相关信息，群内会及时解答各类问题。
（三）选拔流程
学生提交报名表，学院根据报名表审核材料，参考主修专业平均学分绩点择优录取，拟录取名单经公示无异议后，发放录取通知。
联 系 人：胡老师
联系电话：69127328
