Mobilna robotika

Opis predmeta

Uvodna razmatranja o mobilnim robotima: osnovni pojmovi, definicije, klasifikacije, povijesni razvoj, primjene i primjeri mobilnih robota. Sklopovske izvedbe mobilnih robota: pogonski mehanizmi, aktuatori, senzori, upravljačka elektronika. Nevizualni i vizualni percepcijski senzori. Obradba i interpretacija signala senzora robota. Fuzija informacija više senzora robota radi povećanja kakvoće i robusnosti njegove navigacije kroz prostor. Strukture sustava upravljanja i navigacije. Metode i algoritmi sustava upravljanja i navigacije za izbjegavanje prepreka, pretraživanje nepoznatog prostora, izgradnju karte prostora te za lokalizaciju i planiranje putanje robota. Uvod u samoučeće mobilne robote i komunikaciju robota i čovjeka. Osnove koordinacije rada više autonomnih mobilnih robota.

Opće kompetencije

Studenti ovladavaju glavnim načelima izvedbe autonomnih mobilnih robota te stječu temeljna znanja za projektiranje i razvoj sustava upravljanja i navigacije mobilnih robota.

Ishodi učenja

  1. grupirati mobilne robote po raznim kriterijima
  2. analizirati pogonske mehanizme i senzorske sustave prikladne za mobilne robote u ovisnosti o primjeni
  3. integrirati senzore i aktuatore s ugradbenim računalnim sustavom na mobilnog robota
  4. razviti algoritme fuzije senzora
  5. razviti algoritme planiranje gibanja
  6. razviti algoritme lokalizacije mobilnih robota
  7. razviti algoritme izgradnje 2D karte prostora

Oblici nastave

Predavanja

Predavanja su organizirana u dva ciklusa.

Laboratorijske vježbe

Studenti rade 5 laboratorijskih vježbi (LV) na LEGO mobilnim robotima - po tri sata svaka: • LV1: Umjeravanje odometrijskeg sustava mobilnog robota • LV2: Izgradnja mrežaste karte zauzeća prostora primjenom Bayesovog pravila • LV3: Lokalizacija mobilnog robota primjenom Kalmanova filtra i sonara • LV4: Planiranje putanje mobilnog robota • LV5: Slijeđenje isplanirane putanje i izbjegavanje prepreka

Konzultacije

Prema dogovoru.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 50 % 20 % 50 % 20 %
Međuispit: Pismeni 50 % 30 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 50 % 30 %
Završni ispit: Usmeni 20 %
Ispit: Pismeni 50 % 60 %
Ispit: Usmeni 20 %
Napomena / komentar

Svih pet laboratorijskih vježbi je obvezno.

Tjedni plan nastave

  1. Uvodna razmatranja o mobilnim robotima: osnovni pojmovi, definicije, klasifikacije, povijesni razvoj, primjene i primjeri mobilnih robota.
  2. Sklopovske izvedbe mobilnih robota, pogonski mehanizmi, aktuatori. Lokomocija mobilnih robota.
  3. Kinematika mobilnih robota.
  4. Propriocepcijski i nevizualni percepcijski senzori mobilnih robota.
  5. Vizualni percepcijski senzori mobilnih robota.
  6. Obradba i interpretacija signala senzora robota. Mjerna nesigurnost.
  7. Fuzija informacija više senzora robota radi povećanja kakvoće i robusnosti njegove navigacije kroz prostor.
  8. Međuispit.
  9. Strukture sustava upravljanja i navigacije.
  10. Algoritmi planiranja globalne putanje mobilnog robota u prostoru.
  11. Algoritmi za izbjegavnje prepreka i praćenje globalne putanje.
  12. Relativna i apsolutna lokalizacija mobilnog robota u prostoru.
  13. Modeliranje prostora: mrežaste karte popunjnosti, karte geometrijskih značajki, topološke karte, hibridne karte.
  14. Uvod u samoučeće mobilne robote i komunikaciju robota i čovjeka. Osnove koordinacije rada više autonomnih mobilnih robota.
  15. Završni ispit.

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Automatika (profil)
Predmeti specijalizacije profila (3. semestar)

Literatura

Ivan Petrović (2010.), Mobilna robotika - predavanja, FER - Zavod za APR
Roland Siegwart, Illah Nourbakhsh and Davide Scaramuzza (2011.), Introduction to Autonomous Mobile Robots, The MIT Press
Gregory Dudek and Michael Jenkin (2000.), Computational Principles of Mobile Robots, Cambridge University Press

Laboratorijske vježbe

Izvedba

ID 127565
  Zimski semestar
4 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje

Ocjenjivanje

87,5 izvrstan
75 vrlo dobar
62,5 dobar
50 dovoljan