Pokročilá kinematika robotů

Předmět B3M33PKR nesmí být zapsán, je-li v témže semestru zapsán anebo již dříve absolvován předmět BE3M33PKR (vztah je symetrický)

Předmět B3M33PKR nesmí být zapsán, je-li v témže semestru zapsán anebo již dříve absolvován předmět B3M33PRO (vztah je symetrický)

Předmět B3M33PKR může při kontrole studijních plánů nahradit předmět B3M33PRO

Předmět B3M33PKR nesmí být zapsán, je-li v témže semestru zapsán anebo již dříve absolvován předmět BE3M33PKR (vztah je symetrický)

Předmět B3M33PKR může být splněn v zastoupení předmětem BE3M33PKR

Předmět B3M33PKR nesmí být zapsán, je-li v témže semestru zapsán anebo již dříve absolvován předmět B3M33PRO (vztah je symetrický)

Garant předmětu:

Tomáš Pajdla

Přednášející:

Viktor Korotynskiy, Tomáš Pajdla

Cvičící:

Viktor Korotynskiy, Tomáš Pajdla, Kateryna Zorina

Předmět zajišťuje:

katedra kybernetiky

Anotace:

Předmět vysvětlí a předvede metody pro popis, kalibraci a analýzu kinematiky průmyslových robotů. Hlouběji vysvětlí

principy reprezentace prostorového pohybu a popisy robotů pro kalibraci jejich kinematických parametrů z měřených

dat. Vysvětlíme řešení inverzní kinematické úlohy pro obecný 6DOF manipulátor a použití pro identifikaci parametrů

robotu. Základním teoretickým výpočetním nástrojem pro řešení kinematických, kalibračních a analytických úloh bude

lineární a polynomiální algebra a metody výpočetní algebraické geometrie. Teoretické techniky budou demonstrovány v

simulacích a ověřovány na datech z reálných průmyslových robotů.

Požadavky:

B3B33ROB1

Osnova přednášek:

1. Úvod, algebraické rovnice a vlastní čísla matice

2. Pohyb jako transformace souřadnic

3. Denavit-Hartenberg konvence sériového manipulátoru

4. Rotační matice a osa pohybu, úhel pohybu a vlastní čísla matice

5. Parametrizace rotace: osa a úhel, kvaterniony, Cayley parametrizace, racionální rotace.

6. Algebraická geometrie I: monomiálové uspořádání, „dělení“ polynomů

7. Groebnerovy báze.

8. Algebraicko-numarické řešení soustav polynomiálních rovnic.

9. Algebraické řešení inverzní kinematická úloha pro obecný 6R sériový manipulátor I

10. Algebraické řešení inverzní kinematická úloha pro obecný 6R sériový manipulátor II

11. Kinematické kalibrace manipulátoru.

12. Kinematické singularity manipulátoru.

13. Shrnutí.

14. Rezerva.

Osnova cvičení:

1. Seznámení s laboratorními úlohami, Maple, a-test

2. Oprava a-testu, Maple,.

3. Rotace v prostoru a její reprezentace, osa pohybu.

4. Modifikovaný Denavitův-Hartenbergův popis kinematiky manipulátoru.

5. Popis manipulátoru s redundantní kinematikou

6. Soustavy algebraických rovnic a její řešení.

7. Nalezení singulárních polohy manipulátoru.

8. Úloha 1: Řešení inverzní kinematiky 6DOF sériového manipulátoru 1.

9. Úloha 1: Řešení inverzní kinematiky 6DOF sériového manipulátoru 2.

10. Úloha 1: Řešení inverzní kinematiky 6DOF sériového manipulátoru 3.

11. Úloha 2: Identifikace kinematických parametrů 6DOF sériového manipulátoru 1.

12. Úloha 2: Identifikace kinematických parametrů 6DOF sériového manipulátoru 2

13. Úloha 2: Identifikace kinematických parametrů 6DOF sériového manipulátoru 3.

14. Prezentace úloh.

Cíle studia:

Cílem předmětu je představit pokročilejší metody analýzy a modelování kinematiky robotů.

Studijní materiály:

Reza N. Jazar: Theory of Applied Robotics: Kinematics, Dynamics, and Control. Springer, druhé vydání, 2010.

Učednice pokrývající geometrii a kinamematiku manipulátorů. Dostupná v knihovně ČVUT.

M. Meloun, T. Pajdla. Inverse Kinematics for a General 6R Manipulator. CTU-CMP?2013-29. 2013.

Algebraicko-numerické řešení inversní kinematické úlohy 6R manipulátoru.

ftp://cmp.felk.cvut.cz/pub/cmp/articles/meloun/Meloun-TR-2013-29.pdf

T. Pajdla. Elements of Geometry for Robotics. 2014.

Geometry and representation of motion.

Dostupné v PDF: cmp.felk.cvut.cz/cmp/courses/PRO/2014/Lecture/PRO-2014-Lecture.pdf

Poznámka:

Další informace:

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

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Kybernetika a robotika (povinně volitelný předmět)