Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Inteligentne maszyny

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103A-INSZI-ISP-IMA
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Inteligentne maszyny
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Przedmioty techniczne )---EITI
( Sztuczna inteligencja )-Sztuczna inteligencja-inż.-EITI
Punkty ECTS i inne: 4.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

IMA

Numer wersji:

1

Skrócony opis:

Przedmiot ma na celu wprowadzenie studentów w różne aspekty wykorzystania narzędzi informatyki w inteligentnych maszynach. Zagadnienia omawiane w trakcie zajęć obejmują: automatyczną regulację, robotykę mobilną oraz systemy wizji maszynowej. Jako praktyczny przykład inteligentnego systemu wbudowanego rozważany jest robot mobilny, dla którego studenci mają możliwość zaprojektowania i przetestowania algorytmy regulacji, nawigacji oraz systemu wizyjnego.

Pełny opis:

WYKŁADY:

  1. Wprowadzenie: regulamin przedmiotu, zasady zaliczania, struktura ramowa programowania robotów – ROS (2 godz.).
  2. Narzędzia programowania oraz symulacji robota mobilnego (2 godz.).
  3. Modelowanie systemu robotów wykorzystując dziedzinowe języki modelowania (2 godz.).
  4. Opis procesów dynamicznych w czasie ciągłym i dyskretnym, analiza modeli dynamicznych, przekształcanie modeli, linearyzacja, symulacja. (1 godz.).
  5. Projektowanie klasycznych algorytmów regulacji opartych na strukturze PID. (1 godz.).
  6. Projektowanie algorytmów regulacji w przestrzeni stanu, estymacja stanu (filtr Kalmana i rozszerzony filtr Kalmana). (2 godz.).
  7. Projektowanie algorytmów regulacji predykcyjnej w przestrzeni stanu. (2 godz.).
  8. Cyberbezpieczeństwo sieci inteligentnych maszyn: podatności i możliwe wektory ataku, metody detekcji (2 godz.).
  9. Robotyka 1: autonomiczna nawigacja robotów mobilnych, tryby lokomocji, kinematyka robotów kołowych, więzy ruchu: holonomiczne i nieholonomiczne. (2 godz.).
  10. Robotyka 2: budowa mapy środowiska: mapy metryczne (siatki zajętości, mapy kosztów), mapy topologiczne i mapy semantyczne (2 godz.).
  11. Robotyka 3: metody lokalizacji robota: lokalizacja względna (odometria wizyjno-inercyjna) i bezwzględna (latarnie, znaczniki). (2 godz.).
  12. Robotyka mobilna 4: metody planowania ruchu robotów mobilnych, uczenie się robotów – przykłady. (2 godz.).
  13. Wizja: rozpoznawanie obiektów i ich lokalizacja w obrazie, wykorzystanie splotowych sieci neuronowych. (2 godz.).
  14. Wizja: model kamery, lokalizacja obiektów w przestrzeni pracy robota, podstawy odometrii wizyjnej (2 godz.).
  15. Robotyka 4: Sztuczna inteligencja w robotyce (2 godz.)
  16. Przykładowe systemy robotów wykorzystujące prezentowane metody i algorytmy.(2 godz.)



ĆWICZENIA:

  1. Robotyka: Programowanie robotów z wykorzystaniem środowiska Robot Operating System (1 godz.).
  2. Robotyka: Modelowanie i symulacja robota mobilnego (1 godz.).
  3. Regulacja 1: Przekształcanie modeli procesów dynamicznych w czasie ciągłym i dyskretnym, analiza modeli, linearyzacja, symulacja. (1 godz.).
  4. Regulacja 2: Projektowanie i symulacja klasycznych algorytmów regulacji opartych na strukturze PID (1 godz.).
  5. Regulacja 3: Projektowanie i symulacja algorytmów regulacji w przestrzeni stanu, estymacja stanu (filtr Kalmana i rozszerzony filtr Kalmana) (2 godz.).
  6. Regulacja 4: Projektowanie i symulacja algorytmów regulacji predykcyjnej (1 godz.).
  7. Wizja: Algorytm odometrii wizyjno-inercyjnej – dobór parametrów i uruchomienie (2 godz.).
  8. Wizja: Metody rozpoznawania i wyszukiwania obiektów w obrazie (2 godz.).
  9. Robotyka: Modelowanie systemów robotów (2 godz.).
  10. Robotyka: Algorytmy nawigacji robotów – dobór parametrów i uruchomienie (2 godz.).



LABORATORIUM:

  1. Zadania zapoznawcze ze środowiskiem symulacji i sterowania robota mobilnego (5 godz.).
  2. Implementacja programów sterujących robotem w ROS (5 godz)
  3. Regulacja 1: Śledzenie trajektorii robota mobilnego (5 godz.).
  4. Wizja: Implementacja i uruchomienie wizyjnego systemu rozpoznawania obiektów oraz odometrii wizyjno-inercyjnej (5 godz.).
  5. Integracja systemu autonomicznej nawigacji robota mobilnego – lokalizacja (odometria wizyjno-inercyjna), budowa mapy (siatki zajętości, mapa kosztów) i planowanie ruchu (5 godz.).
  6. Implementacja i uruchomienie przykładowego zadania nawigacji autonomicznej (dokowanie) oraz poszukiwania obiektów przez robota mobilnego (5 godz.).
Literatura:

  1. R. C. Dorf, R. H. Bishop: Modern control systems. Addison-Wesley, Reading, 1995.
  2. G. F. Franklin, J. D. Powell, and A. Emami-Naeini: Feedback Control of Dynamic Systems, Prentice Hall, Upper Saddle River, 2005.
  3. K. Ogata: Modern Control Engineering, Prentice Hall, Upper Saddle River, 2010.
  4. P. Tatjewski: Sterowanie zaawansowane obiektów przemysłowych: struktury i algorytmy. Exit, Warszawa, 2016.
  5. R. Siegwart, I. R. Nourbakhsh, D. Scaramuzza: Introduction to Autonomous Mobile Robots, The MIT Press, 2nd ed., 2011.
  6. S. Russell, P. Norvig: Artificial Intelligence: A Modern Approach, Pearson, 3rd ed., 2009.
  7. Springer Handbook of Robotics, eds: B. Siciliano, O. Khatib. Springer. 2nd ed. 2016.
  8. Robot Operating System, http://www.ros.org/.
Metody i kryteria oceniania:

Sprawdzanie założonych efektów kształcenia realizowane jest przez:

  • ocenę wiedzy i umiejętności związanych z realizacją zadań laboratoryjnych – ocenę sprawozdań z realizacji zadań,
  • ocenę wiedzy i umiejętności wykazanych na egzaminie pisemnym o charakterze problemowym (na egzaminie student może korzystać z tylko własnoręcznie przygotowanych notatek) oraz – w przypadkach szczególnych – na egzaminie ustnym.

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2021/2022 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2022-02-23 - 2022-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Laboratorium, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Wojciech Dudek
Prowadzący grup: Wojciech Dudek, Maciej Ławryńczuk, Ewa Niewiadomska-Szynkiewicz, Maciej Stefańczyk, Wojciech Szynkiewicz, Tomasz Winiarski, Krzysztof Zarzycki
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.
pl. Politechniki 1, 00-661 Warszawa tel: (22) 234 7211 https://pw.edu.pl kontakt deklaracja dostępności USOSweb 6.8.0.0-4a (2022-10-03)