1. SylabUZ
2. Wydział Informatyki, Elektrotechniki i Automatyki
3. semestr zimowy 2018/2019
4. Automatyka i robotyka / Komputerowe Systemy Automatyki - drugiego stopnia z tyt. magistra inżyniera
5. Lokalizacja i nawigacja robotów

Wygeneruj PDF dla tej strony

Lokalizacja i nawigacja robotów - opis przedmiotu

Cel przedmiotu

• ukształtowanie podstawowych umiejętności w zakresie formułowania i implementacji zadań lokalizacji oraz planowania ruchu robotów mobilnych,
• zapoznanie studentów z metodami i technikami nawigowania robotami mobilnymi
• nabycie umiejętności integrowania dostępnych systemów robota mobilnego

Wymagania wstępne

Zapisz zmiany

Podstawy robotyki, Sterowanie robotów, Teoria sterowania

Zakres tematyczny

Wprowadzenie. Sposoby poruszania się robotów mobilnych. Roboty wyposażone w nogi oraz roboty jeżdżące na kołach. Sformułowanie podstawowych problemów. Przykłady i typowe aplikacje.
Percepcja robota. Klasyfikacja czujników. Charakterystyka działania sensorów. Pomiary i ich niepewność. Propagacja błędu pomiarowego. Ekstrakcja cech. Algorytmy percepcyjne. Algorytmy wizyjne. Modele reprezentacji danych sensorycznych. Modele przestrzeni roboczej (modele rastrowe, geometryczne, topologiczne).
Kinematyka robotów mobilnych. Modele i ograniczenia kinematyki. Sterowność robota. Przestrzeń robocza i kontrola ruchu. Kinematyka członów wykonawczych (kamera, dalmierze laserowe, manipulatory, etc.).
Lokalizacja robota mobilnego. Klasyfikacja metod. Podstawowe wyzwania w lokalizacji robotów mobilnych. Odometria. Lokalizacja w oparciu o mapę otoczenia. Metody lokalizacji probabilistycznej. Zastosowanie filtru Kalmana w lokalizacji. Systemy lokalizacji stosujące znaczniki otoczenia i globalne systemy pozycjonujące. Autonomiczne budowanie mapy otoczenia.
Nawigacja. Planowanie trajektorii. Klasyfikacja metod planowania ruchu. Przegląd podstawowych technik planowania ruchu (grafy widoczności, dekompozycja przestrzeni roboczej, metody probabilistyczne, metody sztucznego potencjału etc.). Unikanie przeszkód nieruchomych i ruchomych. Optymalizacja ruchu robota.
Sieci robotów mobilnych. Modele sieci robotów mobilnych. Systemy scentralizowane oraz wieloagentowe. Metody planowania ruchu wielu robotów. Koordynacja działań. Utrzymywanie spójności sieci, algorytmy randez-vous i optymalnego rozmieszczania robotów.

Metody kształcenia

Wykład: wykład konwencjonalny/tradycyjny.

Laboratorium: ćwiczenia laboratoryjne.

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Wykład - warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnej oceny z egzaminu przeprowadzonego w formie zaproponowanej przez prowadzącego;
Laboratorium - warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych, przewidzianych do realizacji w ramach programu laboratorium;
<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->Składowe oceny końcowej = wykład: 50% + laboratorium: 50%

Literatura podstawowa

1. Kozłowski K., Dutkiewicz P., Wróblewski W.: Modelowanie i sterowanie robotów, PWN, Warszawa, 2012.
2. Dulęba I.: Metody i algorytmy planowania ruchu robotów mobilnych i manipulacyjnych, EXIT, Warszawa, 2001
3. M. J. Giergiel, Z. Hendzel, W. Żyliński: Modelowanie i sterowanie mobilnych robotów kołowych. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002.
4. K. Tchoń, A. Mazur, I. Hossa, R. Dulęba: Manipulatory i roboty mobilne. Wydawnictwo PLJ, Warszawa 2000.
5. T. Zielińska: Maszyny Kroczące. Podstawy, projektowanie, sterowanie i wzorce biologiczne. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2003.

Literatura uzupełniająca

1. Corke P., Robot Vision Control, Springer Business Media, 2017
2. Siegwart R., Nourbakhsh I.R.: Introduction to Autonomous Mobile Robots. MIT Press, 2010
3. Murphy R.: Introduction to AI Robotics, MIT Press, 2000.

Uwagi

Zmodyfikowane przez dr hab. inż. Maciej Patan, prof. UZ (ostatnia modyfikacja: 31-03-2018 18:43)