Mobilní a kolektivní robotika

Vztahy:

Předmět B3M33MKR nesmí být zapsán, je-li v témže semestru zapsán anebo již dříve absolvován předmět BE3M33MKR (vztah je symetrický)

Předmět B3M33MKR nesmí být zapsán, je-li v témže semestru zapsán anebo již dříve absolvován předmět AE3M33MKR (vztah je symetrický)

Podmínkou zápisu na předmět B3M33MKR je, že student si nejpozději ve stejném semestru zapsal příslušný počet předmětů ze skupiny BEZBM

Předmět B3M33MKR může být splněn v zastoupení předmětem BE3M33MKR

Předmět B3M33MKR nesmí být zapsán, je-li v témže semestru zapsán anebo již dříve absolvován předmět BE3M33MKR (vztah je symetrický)

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra kybernetiky

Anotace:

Předmět se zabývá popisem elementární struktury mobilních robotů a řešením typických úloh umožňujících jejich řízením a především realizací autonomního chování samostatně i ve skupinách. Budou představeny postupy pořizování a zpracování senzorických dat s cílem řešit generickou úlohu autonomní navigace mobilního robotu, jenž zahrnuje postupy pro fúzi dat ze senzorů, metody vytváření strojových modelů prostředí a postupy simultální lokalizace a mapování. Demonstrovány budou též techniky plánování trajektorie robotu Probíraná problematika zahrnuje i řešení úloh pro skupiny mobilních robotů s využitím možností kooperace a koordinace a budou představeny nástroje, jak takové chování realizovat. Na cvičeních jsou implementovány klíčové algoritmy a studovány jejich vlastnosti na reálných datech.

Požadavky:

B3M33ARO/BE3M33ARO (Autonomní robotika)

Osnova přednášek:

1. Taxonomie problému lokalizace. Metody kontinuální lokalizace.

2. Pravděpodobnostní metody lokalizace 1 - Bayesův filtr

3. Pravděpodobnostní metody lokalizace 2 - KF, EKF, částicový filtr

4. Současná lokalizace a mapování (SLAM): EKF, PF, Rao-Blackwell

5. Graph SLAM

6. Senzory pro mobilní robotiku, kinematika mobilního robotu

7. Modely prostředí pro mobilní robotiku(základní přístupy, dekompozice prostoru, grafové a hierarchické reprezentace, mřížky obsazenosti)

8. Modely prostředí a plánovací postupy pro mobilní robotiku (přehled, volba modelu a plánovací metody, hierarchické plánování, konfigurační prostor)

9. Pravděpodobnostní a speciální metody plánování (RRT, potenciálové pole)

10. Plánovani za neurčitosti (MDP, POMDP)

11. Systémy více robotů, aspekty jejich návrhu, kooperace, koordinace, komunikace.

12. Lokalizace v týmech robotů.

13. Zpracování 3D senzorické informace.

14. Aktuální problémy a výzvy v mobilní robotice.

Osnova cvičení:

1. Organizace cvičení, transformace

2. Iterative Closest Point (ICP)

3. Samostatná práce (ICP) a konzultace

4. Samostatná práce (ICP) a konzultace

5. Zadání Kalmanův filtr (KF+EKF)

6. Samostatná práce (KF+EKF) a konzultace

7. Zadání Částicový filtr (ČF)

8. Samostatná práce (ČF) a konzultace

9. Samostatná práce (ČF) a konzultace

10.Samostatná práce (ČF) a konzultace

11. Zadání RRT

12. Samostatná práce (RRT) a konzultace

13. Samostatná práce (RRT) a konzultace

14. Samostatná práce (RRT), udělování zápočtů.

Cíle studia:

Cílem předmětu je seznámit posluchače s metodami a postupy návrhu a především zpracování dat v mobilních robotech nezbytné k dosažení jejich autonomie v reáných prostředích. Posluchači budou mít možnost si získané dovednosti ověřit s reálnými roboty.

Studijní materiály:

R. Siegwart, I.R.Nourbakhsh, D.scaramuzza: Introduction to Autonomous Mobile Robots, MIT press, 2011.

S. Thrun, W.Burgard, D. Fox: Probabilistic Robotics. MIT press, 2005.

S.M.LaValle: Planning Algorithms. Cambridge University Press, 2006.

A. Kelly: Mobile Robotics: Mathematics, Models, and Methods. Cambridge University Press, 2013.

H. Choset, K. M. Lynch, S. Hutchinson, G. A. Kantor, W. Burgard, L. E. Kavraki, S. Thrun: Principles of Robot Motion: Theory, Algorithms, and Implementations (Intelligent Robotics and Autonomous Agents series), MIT Press, 2005.

Poznámka:

Další informace:

https://cw.fel.cvut.cz/wiki/courses/B3M33MKR

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Kybernetika a robotika - Systémy a řízení 2016 (povinně volitelný předmět)
• Kybernetika a robotika - Robotika 2016 (povinný předmět oboru)
• Kybernetika a robotika - Senzory a přístrojová technika 2016 (povinně volitelný předmět)
• Kybernetika a robotika - Letecké a kosmické systémy 2016 (povinně volitelný předmět)
• Kybernetika a robotika - Kybernetika a robotika 2016 (povinně volitelný předmět)