Detail předmětu
Robotika a zpracování obrazu
BPC-PRP FEKT BPC-PRP Ak. rok 2025/2026 letní semestr 7 kreditů
V rámci kurzu se studenti rozdělí do dvojic, přičemž každá dvojice obdrží předem připraveného robota s diferenciálním podvozkem. Robot bude vybaven motory pro pohyb a sadou snímačů (kamera, LiDAR, IMU, enkodéry, snímače čáry, ultrazvuk, …).
Úkolem studenta bude se nejprve seznámit s konstrukcí, programovým vybavením robota a principem jeho fungování. Dále student vytvoří aplikaci pro robotické sledování čáry a v druhé části semestru pak budou studenti řešit úlohu úniku z bludiště na čas. Důležité bude použít informace z různých snímačů. LiDAR – sledování tvaru chodby, kamera – vizuální nápověda k únikové cestě, atd.
Předmět je koncipován jako vysokoúrovňový (práce na algoritmech). Nízkoúrovňové ovládání HW nebude po studentech vyžadováno a bude nad rámec předmětu.
Garant předmětu
Koordinátor předmětu
Jazyk výuky
Zakončení
Rozsah
- 26 hod. přednášky
- 39 hod. laboratoře
Zajišťuje ústav
Přednášející
Cvičící
Cíle předmětu
Cílem předmětu je aplikovat studentovy znalosti, které získal během předcházejícího studia a aplikovat je při řešení vzorové robotické úlohy.
Pro úspěšné absolvování studia bude muset student prokázat schopnosti práce v týmu, analýzy problému a návrhu řešení, praktického programování, diagnostiky a debugování programu, realizování zpětnovazebního řízení robotu.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti
Znalosti z předchozích kurzů: C/C++, práce s mikrokontrolerem, algoritmizace, základy elektroniky, principy měření elektrických a neelektrických veličin, řízení, regulace a zpracování dat v časových řadách.
Literatura referenční
- ŠOLC, František a Luděk ŽALUD. Základy Robotiky. Brno: VUTIUM, 2002.
Osnova přednášek
Výuka probíhá formou přednášek (teorie), skupinových laboratoří a práce doma (praktická výuka).
Cílem předmětu je, aby si studenti ve 2 členných týmech osvojili schopnost programování robota a vlastní invencí vyřešili problém regulace jízdy po čáře, regulace jízdy robota v koridoru a jako závěrečný projek (zkouška) pak naprogramovali robota pro útěk z bludiště.
Přednášky
1. Úvod do předmetu, pravidla soutěže, robot kit
2. Operační systém, C++, CMake, UTests
3. Git, C++ Projekt, Lint
4. ROS - základy
5. Motor, Kinematika podvozku, Odometrie
6. Práce se snímačem čary
7. Regulační smyčka
8. Senzorická výbava robota
9. ROS - pokročilý
10. Computer Vision 1
11. Computer Vision 2
12. Náhradní přednáška
Cvika
1. Seznámení s laboratoří, Robot
2. IDE, C++, CMake,
3. Git, Šablona projektu
4. Zachytávání dat, Vizualizace
5. Ovladaní motoru, gamepad, dead reckoning
6. Estimace pozice vůči čáře
7. Regulace jízdy po čáře
8. Zápočet - jízda po čáře
9. Jízda v koridoru
10. Jízda v bludišti
11. Kamera a ARUCo Tagy.
12. Zapocet - jizda v koridoru
Průběžná kontrola studia
až 40 bodů ze dvou praktických ukázek řešení úlohy v průběhu cvičení
- 20 b - jízda robotem po čáře
- 20 b - jízda robotem v koridoru (použití LiDARu)
- podmínka udělení zápočtu je min. 20 bodů ze semestru
až 60 bodů ze zkoušky formou soutěže “útěk z bludiště na čas”
- 50 b - čas úniku z bludiště
- 10 b - vedení projektu (Git) + dokumentace
- +/- až 20 bodů za bonusové úlohy a penalizace (+ poklad, - minotaur, …)
Rozvrh
| Den | Typ | Týdny | Místn. | Od | Do | Kapacita | PSK | Skup | Info |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Út | přednáška | výuky | T12/SD 1.47 | 13:00 | 14:50 | 40 | 2BIA 2BIB 3BIT | xx | Ligocki |
| Út | laboratoř | výuky | T12/SD 1.51 | 15:00 | 17:50 | 12 | 2BIA 2BIB 3BIT | xx | Ligocki, Šopák |
| St | laboratoř | výuky | T12/SD 1.51 | 12:00 | 14:50 | 12 | 2BIA 2BIB 3BIT | xx | Ligocki, Šopák |
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BIT, 2. ročník, volitelný
- Program BIT (anglicky), 2. ročník, volitelný