Sterowanie i symulacja robotów

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

STERO

1

Celem przedmiotu jest wprowadzenie studentów w systemy sterowania robotami oraz metody symulacji robotów wraz z ich środowiskiem. Przedmiot dotyczy zarówno manipulatorów jak i baz mobilnych. Studenci zapoznają się z metodami strukturyzacji systemów sterowania robotami, a także formułowania i implementacji zadań robotów. Istotnym aspektem przedmiotu jest opanowanie metod dokumentacji systemów sterowania robotami. W części poświęconej manipulatorom nacisk położony jest na opanowanie zadawania ruchu w różnych trybach (w przestrzeni konfiguracyjnej, operacyjnej, z wykorzystaniem sprzężenia od dodatkowych czujników). Przewiduje się uruchamianie zadań zarówno w środowisku symulacyjnym jak i opcjonalnie na rzeczywistym sprzęcie. Część poświęcona robotom mobilnym koncertuje się na praktycznych zagadnieniach nawigacji, w szczególności planowaniu ścieżki oraz samolokalizacji z wykorzystaniem odpowiednich czujników.

Celem przedmiotu jest wprowadzenie studentów w systemy sterowania robotami oraz metody symulacji robotów wraz z ich środowiskiem. Przedmiot dotyczy zarówno manipulatorów jak i baz mobilnych. Studenci zapoznają się z metodami strukturyzacji systemów sterowania robotami, a także formułowania i implementacji zadań robotów. Istotnym aspektem przedmiotu jest opanowanie metod dokumentacji systemów sterowania robotami. W części poświęconej manipulatorom nacisk położony jest na opanowanie zadawania ruchu w różnych trybach (w przestrzeni konfiguracyjnej, operacyjnej, z wykorzystaniem sprzężenia od dodatkowych czujników). Przewiduje się uruchamianie zadań zarówno w środowisku symulacyjnym jak i na rzeczywistym sprzęcie. Część poświęcona robotom mobilnym koncertuje się na praktycznych zagadnieniach nawigacji, w szczególności planowaniu ścieżki oraz samolokalizacji z wykorzystaniem odpowiednich czujników.

Treść ćwiczeń
Omówienie zagadnień poruszanych na laboratoriach i istotnych z punktu widzenia realizacji projektów. W szczególności obejmuje to metody syntezy sterowników robotów, bezpieczeństwa badań, metody sterowania robotami manipulacyjnymi i mobilnymi oraz nawigację robotami.

Zakres laboratorium
W ramach przedmiotu organizowanych jest sześć spotkań laboratoryjnych. Każde spotkanie trwa 5 godzin dydaktycznych. W czasie pomiędzy laboratoriami studenci wykonują zadania projektowe, uzupełniające aktywność na laboratoriach. Przedmiot podzielony jest na dwa bloki: poświęcony robotom manipulacyjnym oraz traktujący o robotach mobilnych. Pierwszy z bloków obejmuje trzy spotkania laboratoryjne oraz dwa okresy pomiędzy nimi poświęcone na zadania projektowe. Drugi z bloków obejmuje także trzy spotkania laboratoryjne oraz dwa okresy pomiędzy nimi na zadania projektowe. Podczas laboratoriów studenci wprowadzani są w systemy sterowania robotów oraz metody ich symulacji. Definiowane są też zadania projektowe w oparciu o wiedzę i umiejętności zdobyte podczas laboratorium i ćwiczeń. Zadania projektowe obejmują wykonanie oraz dokumentację sterowników robotów, które następnie weryfikowane są w symulatorach lub na rzeczywistym sprzęcie.

Laboratorium 1: Uruchomienie symulowanego systemu sterowania robota manipulacyjnego, zadanie prostych trajektorii, zapoznanie się z narzędziami do wizualizacji stanu robota oraz jego ograniczeń, zapoznanie się z ograniczeniami robota i możliwym zakresem ruchu.

Laboratorium 2: Zademonstrowanie i rozwinięcie rezultatów uzyskanych podczas projektu pierwszego.

Laboratorium 3: Zademonstrowanie i rozwinięcie rezultatów uzyskanych podczas projektu drugiego.

Laboratorium 4: Uruchomienie środowiska symulacji robota mobilnego, podstawy nawigacji.

Laboratorium 5: Budowa i wykorzystanie własnych środowisk symulacji robota mobilnego.

Laboratorium 6: Badanie metod lokalizacji robota.



Zakres projektu
Projekt 1: Program sterujący robotem manipulacyjnym, który spowoduje, że robot chwyci, przeniesie i odłoży obiekt w wybrane miejsce..
Projekt 2: Programu sterujący robotem manipulacyjnym, w celu manipulacji obiektami o wewnętrznych stopniach swobody.
Projekt 3:Programu sterujący robotem mobilnym, uwzględniający poprawę jakości nawigacji robota.
Projekt 4:Planer działań robota.

Poprzedniki

Książki:



1. Craig J.J.: Wprowadzenie do robotyki. Mechanika i sterowanie. WNT, Warszawa 1995.


2. Spong M.W., Vidyasagar M.: Dynamika i sterowanie robotów. WNT, Warszawa, 1997.


3. Kozłowski K., Dutkiewicz P., Wróblewski W.: Modelowanie i sterowanie robotów. PWN, Warszawa 2003.


4. Jezierski E.: Dynamika Robotów. WNT, Warszawa, 2006.


5. Wrycza S., Marcinkowski B.: Język inżynierii systemów SysML. Architektura i zastosowania. Profile UML 2.x w praktyce, Helion, 2011.


6. Ambroszkiewicz S., Borkowski A., Cetnarowicz K.: Inteligencja wokół nas. Współdziałanie agentów softwarowych, robotów, inteligentnych urządzeń, EXIT, 2011.


7. Choset et al. „Principles of Robot Motion”.


8. Thrun et al. „Probabilistic Robotics”.



<brl>Przewodniki internetowe:

9. http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej