大学生创新创业实践—机械类

本书以硬件结构设计类、软件程序设计类的学科竞赛为切入点，对智能汽车、陆空无人机、搬运机器人、智能拐杖、图形化人工智能编程系统等作品的设计、编程进行深入分析，对作品所参加的“智能汽车竞赛”“机器人大赛”“计算机设计大赛”“挑战杯”和中国国际大学生创新大赛等赛事的比赛规则、技术方案等做了详细阐述，为机械类相关学科竞赛的准备提供作品方案和技术思路。

2002年，教育部确定在清华大学等9所高校开展创业教育试点工作；2012年，教育部印发《普通本科学校创业教育教学基本要求（试行）》（教高厅〔2012〕4号），明确“创业基础”是面向全体高校学生开展创业教育的核心课程，要纳入学校教学计划，不少于32学时、不低于2学分；2015年，国务院办公厅颁布《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》（国办发〔2015〕36号），要求各高校落实创新创业教育主体责任，“大众创业、万众创新”已经成为国家战略，创新创业教育迎来了崭新的春天。

宿迁学院将创新创业政策与学校实际情况相结合，成立了创新创业学院，制定了《宿迁学院国家“三大赛”项目培育办法》《宿迁学院学科竞赛管理规定》《宿迁学院本科生创新创业学分认定办法》《宿迁学院大学生创新创业训练计划实施管理办法》等政策。学校注重培养学生吃苦耐劳的精神、创新创业意识、团队合作与交流的能力和良好的职业道德，为学生实现人生规划与职业发展打下坚实的基础。

本书以硬件结构设计类、软件程序设计类的学科竞赛为切入点，对智能汽车、陆空无人机、搬运机器人、智能拐杖、图形化人工智能编程系统等作品的设计和编程进行深入分析，对作品所参加的“智能汽车竞赛”“机器人大赛”“计算机设计大赛”“挑战杯”和中国国际大学生创新大赛等赛事的比赛规则、技术方案等进行了详细阐述，为机械类相关学科竞赛的准备提供作品方案和技术思路。

本书由宿迁学院的林卿、史洪玮、沈洋任主编，宋安然、臧勇、李光宇、郭新年、

葛海浪、孙淼、丁红燕任副主编，具体编写分工如下：许忠荣编写第1章，林卿编写第2章和第9章并统筹全书，宋安然编写第3章，沈洋编写第4章和第5章，史洪玮编写第6章至第8章，臧勇、李光宇、郭新年、葛海浪、孙淼、丁红燕参与编写了部分章节。

在本书编写过程中，编者借鉴参考了相关文献，在此对其作者表示衷心感谢。由于编者水平有限，加之时间仓促，书中可能存在偏颇之处，恳请专家和同行批评指正。

编　者

2024年5月

前言
第1部分　理论篇
第1章　创新创业的价值 2
1.1　创新创业理念 3
1.1.1　创新的概念 3
1.1.2　创新的类型、方式 4
1.1.3　创业的概念 5
1.1.4　创业理念 6
1.1.5　创业理念的重要性 6
1.2　创新创业的意义 7
1.2.1　创新的重要性 7
1.2.2　创业的重要性 10
1.2.3　创新创业的未来 11
第2章　创新意识与创新思维 13
2.1　创新概述 14
2.1.1　创新意识的含义 14
2.1.2　创新意识的特征 14
2.1.3　创新意识的价值 15
2.2　创新意识的类型 15
2.2.1　根据表现形式划分 16
2.2.2　根据自主性划分 16
2.2.3　根据层次划分 17
2.3　创新思维的过程 18
2.4　创新思维的形式 18
2.5　创新创业教育 22
2.5.1　创新思维培养 22
2.5.2　创业精神培育 23
2.5.3　创意和创造力培训 24
2.5.4　商业知识和技能 25
2.5.5　实践和体验 26
2.5.6　团队合作与沟通 27
第2部分　实践篇
第3章　全国大学生智能汽车竞赛 30
3.1　大赛简介 31
3.2　参赛要求 32
3.3　大赛安排 32
3.3.1　比赛阶段 32
3.3.2　比赛流程 33
3.3.3　比赛奖项 33
3.3.4　报名与组队 33
3.3.5　比赛培训 34
3.4　大赛指南 34
3.5　案例简介 35
3.5.1　四轮车机械结构调整 35
3.5.2　直立机械调整 37
3.5.3　智能汽车的硬件组成 37
3.5.4　智能汽车的软件实现 38
3.5.5　智能汽车常用传感器 38
3.5.6　智能汽车电机控制系统设计 43
3.5.7　智能汽车机电传动 43
3.5.8　智能汽车基本巡线技术 45
3.6　案例分析 45
3.6.1　PCB设计工具概述 45
3.6.2　线路板打样与BOM整理 46
3.6.3　焊接与调试 46
第4章　中国大学生计算机设计大赛 48
4.1　大赛简介 49
4.1.1　大赛前提 49
4.1.2　大赛目标 49
4.1.3　大赛性质 50
4.1.4　大赛历史 50
4.2　参赛要求 50
4.3　大赛安排 52
4.3.1　省赛阶段 52
4.3.2　国赛阶段 53
4.3.3　作品评审 53
4.3.4　竞赛规则 53
4.3.5　比赛赛区 53
4.4　大赛指南 53
4.4.1　报名 54
4.4.2　参赛作品 54
4.4.3　评审和答辩 55
4.4.4　总结 56
4.5　案例简介 56
4.5.1　挑战内容 56
4.5.2　挑战规则 56
4.6　案例分析 58
4.6.1　机械臂抓取调试 58
4.6.2　进行建图 63
4.6.3　移动抓取 64
4.7　相关技术介绍 74
4.7.1　ROS概述 74
4.7.2　SLAM算法 86
第5章　中国机器人大赛 89
5.1　大赛简介 90
5.2　参赛要求 90
5.2.1　选手参赛要求 90
5.2.2　相关赛事准备的要求 91
5.2.3　违规处罚 91
5.2.4　技术要求 92
5.3　大赛安排 92
5.4　大赛指南 93
5.4.1　比赛规则和赛项 93
5.4.2　技术准备 93
5.4.3　团队协作 93
5.4.4　创新思维和科技教育 94
5.4.5　安全保障 94
5.4.6　知识产权保护 94
5.4.7　赛后总结 95
5.4.8　环境保护 95
5.5　案例简介 95
5.5.1　挑战内容 95
5.5.2　挑战规则 95
5.6　案例分析 96
5.6.1　机器人设计方案 96
5.6.2　自主导航方案 97
5.6.3　声源控制 100
第6章　中国国际大学生创新大赛 105
6.1　大赛简介 106
6.2　参赛要求 106
6.3　大赛安排 107
6.4　大赛指南 108
6.4.1　主体赛事 108
6.4.2　选题原则 109
6.4.3　项目维度 111
6.4.4　案例选题 112
6.5　案例简介—“小码蚁国内首款面向少儿的图形化人工智能编程系统” 113
6.5.1　项目简介 113
6.5.2　项目背景 113
6.5.3　产品服务 113
6.5.4　核心技术 114
6.5.5　应用场景 114
6.5.6　商业模式 114
6.5.7　未来规划 114
6.6　案例分析—“小码蚁国内首款面向少儿的图形化人工智能编程系统” 115
第7章　“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛 128
7.1　大赛简介 129
7.2　参赛要求 129
7.3　大赛安排 130
7.4　大赛指南 131
7.5　案例简介 132
7.6　案例分析 132
7.6.1　挑战杯“黑科技”专项赛—新型智能滑轮式拐杖 132
7.6.2　挑战杯“黑科技”专项赛—“面向人工智能的图形化 少儿编程系统研制” 137
7.6.3　“揭榜挂帅”专项赛—“高产量蛋鸡选择与守护系统设计” 142
第8章　“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛 147
8.1　大赛简介 148
8.2　参赛要求 148
8.3　大赛安排 149
8.4　大赛指南 149
8.5　案例简介 150
8.6　案例分析 150
8.6.1　大赛选题 150
8.6.2　作品申报书写作 153
8.6.3　作品展示与答辩 158
第9章　江苏省大学生机器人大赛 162
9.1　大赛简介 163
9.2　参赛要求 163
9.3　大赛安排 163
9.4　大赛指南 164
9.5　案例简介与分析 165
9.5.1　工程类分拣搬运（光电车型）赛 165
9.5.2　陆空两栖机器人 178
参考文献 194

1. 控制器件（第三版） [主编　鲁兴举]
2. 人工智能与信息素养 [主编 吴华光 房宜汕]
3. 智能多媒体技术 [主编 陈萍 刘灵傲]
4. 云南异龙湖无机碳埋藏的近现代模式研究 [李平 著]
5. 基于多模态的人脸图像生成算法与关键技术 [罗晓东 著]
6. 应用型地方本科高校教师专业发展研究 [吴丽 著]
7. 高维数据特征筛选策略与算法 [陈念 著]
8. 外贸英语从入门到实战：53种实战场景秒变谈判高手 [张乐 廖熠 编著]
9. Linux系统管理（openEuler版） [主编 许兴鹍 黄君羡]
10. Python程序设计项目化教程（基于AI） [主编 禹晨 赵金考 王宏斌]
11. 可编程控制器应用项目化教程（三菱FX系列） [主编 姜文雍 李东方]
12. 全球英文电影精选：看电影学英文 [张颖　编译]
13. Python程序设计与网络爬虫 [黄海辉 彭新东]
14. 实体店创业分析实务 [燕艳 陈文冬 编著]
15. 中国对欧盟OFDI效率与风险的多维度实证评估—基于KK-SFA模型与PCF-聚类分析方法 [黄健钧 著]
16. 生成式人工智能素养 [邱有春　罗明全]
17. 系统分析师考试32小时通关（适配第2版考纲） [薛大龙　邹月平]
18. Ansys DesignModeler参数化特征建模与仿真指南 [蔡宜时 编著]
19. 浙江省山区县共富工坊建设的现状与对策 [徐骏骅 著]
20. 计算机网络技术及应用（第3版） [主编 刘永华 陈瑶]
21. 北京冬奥精神传承和发展研究 [顾春雨 邹新娴 等 著]
22. 汽车营销理论与实务（第三版） [主编 赵培全]
23. 人工智能基础与实践 [禹晨 赵金考 王宏斌 李璐]
24. 系统分析师5天修炼（适配第2版考纲） [施游 邹汉斌 黄少年 主编]
25. 线性代数（第二版） [惠小健 贺艳琴 夏斌湖]
26. 微控制器系统设计（STM32版） [主编 杨凌]
27. 机械原理与机械设计作业集（第二版） [主编 田亚平 李爱姣]
28. 高剑父的现代国画研究 [陈水兴　著]
29. 用英语介绍中国江河湖海 [庞彦杰　李静　赵娟　刘桂杰　编]
30. 大学生创新创业基础（第2版） [主编 姜国权 方邡]