Mobilní robotika

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra kybernetiky

Anotace:

Předmět se zabývá popisem elementární struktury mobilního robotu, jeho senzorů, vlastností a především rozborem úloh typických v mobilní robotice. Jsou prezentovány postupy pro sběr a fúzi dat ze senzorů, vybraných metod vytváření strojových modelů prostředí, včetně postupů simultální lokalizace a mapování. V modelu prostředí jsou demonstrovány techniky plánování trajektorie robotu a její řízení. V závěru jsou představena specifika plánovacích a lokalizačních metod pro použití ve skupinové robotice. Kurs je doplněn přehledem zajímavých problémů a úloh. Cvičení jsou prováděna formou semestrální úlohy na reálném HW v laboratoři.

Požadavky:

Prezence dle studijních předpisů, úspěšné složení zkoušky.

Osnova přednášek:

1. Úvod, obsah přednášek, historie, struktura inteligentního robotu

2. Senzory a jejich vlastnosti - odometr, akcelerometr, gyroskop, laser, sonar, kamera

3. Modely prostředí a jejich stavba I - mřížky, topologické mapy

4. Modely prostředí a jejich stavba II - geometrické mapy, Expectation-Maximization,

5. Globální lokalizace, Kidnapped Robot Problem - Markovovy modely, particle filters, KLD sampling

6. Kontinuální lokalizace, SLAM - Iterative Closest Point, histogramy, lokalizace na mřížkách, Point-to-Line, Line-to-Line, Houghova transformace, pravděpodobnostní přístupy

7. Geometrie pro robotiku - Voroného diagramy, grafy a polygony viditelnosti, dekompozice prostředí

8. Plánování trajektorie - poteciálové pole, Dijsktra, D*, Virtual Force-Field, Vector Field Histogram, BUG, BUG2, roadmapy

9. Plánování s omezeními - C-space, dynamická omezení, plánování ve 3D

10. Řízení trajektorie

11. Typické úlohy v mobilní robotice - explorace, inspekce, uklízení, Watchman Route Problem, Pursuer-Evander

12. Plánování pro skupinu robotů

13. Lokalizace ve skupině robotů

14. Zajímavé problémy v mobilní robotice, příklady, soutěže

Osnova cvičení:

1. Organizace, bezpečnost, podmínky udělení zápočtu, zadání sem. úloh

2. Exkurze do laboratoře mobilní robotiky

3.-13. Laboratoř - řešení semestrální úlohy

14. Odevzdání semestrálních úloh

Cíle studia:

Studijní materiály:

[1] Borenstein, J., Everett, B., and Feng, L.: Navigating Mobile Robots: Systems and Techniques A. K. Peters, Ltd., Wellesley, MA, ISBN 1-56881-058-X, 1996

[2] Latombe, J.C.: Robot Motion Planning, Kluwer Academic Publishers, Norwell, Mass. 1991.

[3] Dudek, G., Jenkin, M.: Computation Principles of Mobile Robotics, Cambridge University, Press, SBN 0521560217, 2000.

[4] Thrun, S.: Probabilistic algorithms in robotics. AI Magazine, 21(4):93-109, 2000.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Telekomunikace a radiotechnika - vysokofrekvenční a mikrovlná technika- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Silnoproudá elektrotechnika - technologické systémy- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Kybernetika a měření - řídicí technika- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Elektronika - elektronické systémy- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Ekonomika a řízení energetiky- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Biomedicínské inženýrství- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Ekonomika a řízení v elektrotechnice- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Elektronika - aplikovaná elektronika- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Elektronika - elektronika a fotonika- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Kybernetika a měření - umělá inteligence- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Kybernetika a měření - měřicí a přístrojové systémy- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Kybernetika a měření - letecké informační a řídicí systémy- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Silnoproudá elektrotechnika - elektrické pohony- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Silnoproudá elektrotechnika - elektroenergetika- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Silnoproudá elektrotechnika - aplikovaná elektrotechnika- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Telekomunikace a radiotechnika - optoelektrické systémy- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Telekomunikace a radiotechnika - rádiové komunikační, navigační a radarové systémy- strukturované s. (volitelný předmět odborný)
• Telekomunikace a radiotechnika - multimediální, zvuková a televizní technika- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Telekomunikace a radiotechnika - telekomunikace- strukturované studium (volitelný předmět odborný)