Detail předmětu

Robotika

FEKT-MRBTAk. rok: 2011/2012

1. Robotika - úvod, rozdělení, vymezení pojmů.
2. Pokročilé snímače v mobilní robotice - měření vzdálenosti - laserové skenery (TOF-2D, 3D), inerciální snímače.
3. Sebelokalizace v mobilní robotice - GNSS (GPS, Glonass, Galileo).
4. Mapy prostředí - Robot Evidence Grids (occupancy grids včetně datové fúze), stromy - 8tree.
7. Spolupráce člověk - robot, teleprezence.
8. Kooperující roboty, robotické soutšže.
9. Netradiční pohony v robotice.
10. Prvky a struktura mobilních robotů. Modely a řízení některých kinematických struktur mobilních robotů.
11. Prvky a struktura stacionárních průmyslových robotů. Kinematické konfigurace průmyslových robotů.
12. Kinematika stacionárních robotů. Řešení inversní kinematické úlohy. Singularity.
13. Dynamika. Rovnice pohybu. Plánování dráhy. Řízení v kartézském souřadnicovém systému, řízení v kloubovém souřadnicovém systému. Praktické ukázky programování manipulátoru.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Luděk Žalud, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a měřicí techniky (UAMT)

Výsledky učení předmětu

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

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Nedílnou součástí předmětu je projekt vypracovaný ve skupině, za který je možno získat až 50 bodů a jeho vypracování nutnou podmínkou pro úspěšné absolvování předmětu.
Předmět je ukončen zkouškou s maximálním bodovým hodnocením 50 bodů s tím, že minimum pro úspěšné absolvování předmětu je 20 bodů.

Osnovy výuky

1. Robotika - úvod, rozdělení, vymezení pojmů.
2. Pokročilé snímače v mobilní robotice - měření vzdálenosti - laserové skenery (TOF-2D, 3D), inerciální snímače.
3. Sebelokalizace v mobilní robotice - GNSS (GPS, Glonass, Galileo).
4. Mapy prostředí - Robot Evidence Grids (occupancy grids včetně datové fúze), stromy - 8tree.
7. Spolupráce člověk - robot, teleprezence.
8. Kooperující roboty, robotické soutšže.
9. Netradiční pohony v robotice.
10. Prvky a struktura mobilních robotů (MR). Modely a řízení některých kinematických struktur MR.
11. Prvky a struktura stacionárních průmyslových robotů. Kinematické konfigurace průmyslových robotů.
12. Kinematika stacionárních robotů. Řešení inversní kinematické úlohy. Singularity.
13. Dynamika. Rovnice pohybu. Plánování dráhy. Řízení v kartézském souřadnicovém systému, řízení v kloubovém souřadnicovém systému. Praktické ukázky programování manipulátoru.

Učební cíle

Seznámit studenty se současným stavem a vývojem v oblasti robotiky. Seznámit studenty se základními vlastnostmi robotických systémů a připravit je na obsluhu,údržbu a zavádění takových systémů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

Spong, M.-Vydyasagar, M.: Robot Dynamics and Control. J. Willey,1989. (EN)
Laumond J.P.: Planning Robot Motion. Springer, 1997. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-KAM , 1. ročník, letní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, letní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. František Burian, Ph.D.
Ing. Tomáš Florián
Ing. Tomáš Jílek, Ph.D.
Ing. Lukáš Kopečný, Ph.D.
Ing. Vlastimil Kříž
prof. Ing. František Šolc, CSc.
prof. Ing. Luděk Žalud, Ph.D.

Osnova

Historie, vývoj, trendy vývoje robotů. Základní pojmy z oblasti robotiky - teleoperátory, exoskeletony, androidy atd. Oblasti použití robotů. Hobby robotika.
Postup stavby vlastního mobilního hobby robota.
Charakteristické údaje stacionárních robotů. Kinematické struktury stacionárních robotů. Přímá úloha kinematiky.
Přímá a inverzní úloha kinematiky, jejich vztah a způsoby řešení.
Plánování dráhy v kartézských a kloubových souřadnicích.
Dynamika pohybu stacionárních robotů.
Modely a řízení stacionárních robotů.
Přehled vývoje mobilních robotů (MR). Nejznámější projekty. Využití MR v civilní a vojenské oblasti. Charakteristické údaje MR, jejich kinematické struktury (kolové roboty, kráčející roboty atp.)
Kinematické struktury pozemních MR, výhody a nevýhody. Matematické modely některých kinemat. struktur.
Podrobná analýza, model a řízení kolového MR.
Technické vybavení MR. Senzorický subsystém, řídicí a výpočetní subsystém, komunikační subsystém, výkonový subsystém.
Tvorba map prostředí, sebelokalizace, navigace. Analýza některých známých metod. Příklady použití.
Plánování trajektorie, lokální a globální metody. Analýza potenciálních metod a jejich úpravy na plánování trajektorie MR v strukturovaném prostředí s překážkami.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Luděk Žalud, Ph.D.

Osnova

Projekt.
Programování a obsluha konkrétního průmyslového robota