Detail předmětu

Robotika (v angličtině)

ROBa Ak. rok 2021/2022 zimní semestr 5 kreditů

Aktuální akademický rok

Prvky a struktura stacionárních průmyslových robotů. Kinematické konfigurace průmyslových robotů. Kinematika. Řešení inverzní kinematické úlohy. Dynamika. Rovnice pohybu. Plánování dráhy. Řízení v kartézském souřadnicovém systému, řízení v kloubovém souřadnicovém systému. Prvky a struktura mobilních robotů (MR). Modely a řízení některých kinematických struktur MR. Senzorické systémy MR. Sebelokalizace MR. Mapy prostředí. Plánování trajektorie MR. 

Garant předmětu

Rozman Jaroslav, Ing., Ph.D. (UITS)

Koordinátor předmětu

Orság Filip, Ing., Ph.D. (UITS)

Jazyk výuky

anglicky

Zakončení

zkouška (písemná)

Rozsah

  • 26 hod. přednášky
  • 6 hod. laboratoře
  • 20 hod. projekty

Bodové hodnocení

  • 55 bodů závěrečná zkouška
  • 19 bodů půlsemestrální test (písemná část)
  • 6 bodů numerická cvičení
  • 20 bodů projekty

Zajišťuje ústav

Ústav inteligentních systémů (UITS)

Přednášející

Bambušek Daniel, Ing. (UPGM)
Rozman Jaroslav, Ing., Ph.D. (UITS)

Cvičící

Bambušek Daniel, Ing. (UPGM)
Rozman Jaroslav, Ing., Ph.D. (UITS)

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Studenti získají znalosti o současném stavu a trendech v robotice. Získají praktické znalosti z konstrukce, obsluhy a použití robotů.

Cíle předmětu

Seznámit studenty se současným stavem a vývojem v oblasti robotiky. Naučit studenty základní teorii řízení robotů. Seznámit studenty s vlastnostmi robotických systémů a připravit je na obsluhu,údržbu a zavádění takových systémů.

Proč je předmět vyučován

Robotika zažívá velký rozmach díky příchodu různých autonomních systémů, ať už pro řízení vozidel nebo ve velkovýrobě. Přehled o řešení různých úloh a znalosti základů robotiky umožňují další uplatnění v odvětvích, kde se roboty používají.

Literatura studijní

  • George A. Bekey: Autonomous Robots: From Biological Inspiration to Implementation and Control, 2005, Bradford Book, ISBN-13 978-0262025782
  • John M. Holland: Designing Autonomous Mobile Robots: Inside the Mind of an Intelligent Machine, 2003, Newnes,  ISBN-13 ‏ 978-0750676830 

Osnova přednášek

  1. Historie, vývoj, trendy vývoje robotů. Základní pojmy z oblasti robotiky. Oblasti použití robotů. Robotické soutěže.
  2. Kinematika a statika. Přímá a inverzní úloha kinematiky.
  3. Plánování dráhy v kartézských a kloubových souřadnicích. Dynamika pohybu stacionárních robotů.
  4. Efektory, senzory a napájení robotů. Využití kamer, laserových dálkoměrů, sonarů.
  5. Půlsemestrální test.
  6. Základní vlastnosti mobilních robotů. Dělení podle typů podvozků. Model a řízení kolových mobilních robotů.
  7. Robotický middleware. Robotický operační systém (ROS), filozofie ROSu, uzly a komunikace mezi nimi. Simulační nástroje.
  8. Mapy okolí - konfigurační prostor a 3D modely. Pravděpodobnost v robotice. Základní pojmy. Bayesův, Kalmanův a částicový filtr. Tvorba modelu pohybu robota a modelu měření.
  9. Metody pro globální a lokální lokalizaci. Lokalizace pomocí GPS, metoda Monte Carlo.
  10. Tvorba mapy okolí robota. Přehled algoritmů pro simultánní lokalizaci a mapování (SLAM). Ukázky použití.
  11. Plánování trajektorie ve známém a neznámém prostředí. Bug algoritmy, potenciálová pole, grafy viditelnosti a pravděpodobnostní metody.
  12. Základy řízení a regulace.
  13. Multikoptéry, princip, řízení, vlastnosti, použití. Spolupráce člověk - stroj.

Osnova laboratorních cvičení

  1. Lego Mindstorms
  2. Základy práce v ROSu, čtení dat ze senzorů
  3. Pokročilejší práce v ROSu

Osnova ostatní - projekty, práce

Projekt realizovaný na některém z robotů na FIT.

Průběžná kontrola studia

  1. Bodované laboratoře.
  2. Půlsemestrální písemný test.
  3. Hodnocený projekt s obhajobou.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Nahoru