Skriv ut kursplan
Kursplan - Mobila robotar
Omfattning
7.5 hp
Kurskod
ELA406
Giltig från
Hösttermin 2013
Utbildningsnivå
Avancerad nivå
Successiv fördjupning
A1F (Avancerad nivå, har kurs/er på avancerad nivå som förkunskapskrav).
Huvudområde(n)
Elektronik
Akademi
Akademin för innovation, design och teknik
Fastställd
2013-02-27
Status
Denna kursplan är inte aktuell och ges inte längre
Litteraturlistor
Kurslitteraturen är preliminär till 8 veckor innan kursstart. Kurslitteratur kan vara giltig över flera terminer.
-
Böcker
Robotics : modelling, planning and control
London : Springer, c2009. - xxiv, 632 p.
ISBN: 978-1-84628-641-4 LIBRIS-ID: 11271317
Introduction to autonomous mobile robots
2nd ed. : Cambridge, Mass. : MIT, c2011. - xvi, 453 p.
ISBN: 0262015358 LIBRIS-ID: 12103366
Robotics, Vision and Control : Fundamental Algorithms In MATLAB® Second, Completely Revised, Extended And Updated Edition
2nd ed. 2017. : Cham : Springer International Publishing, 2017. - XXIX, 693 p. 402 illus., 335 illus. in color.
ISBN: 978-3-319-54413-7 LIBRIS-ID: 20876062
-
Böcker
Robotics : modelling, planning and control
London : Springer, c2009. - xxiv, 632 p.
ISBN: 978-1-84628-641-4 LIBRIS-ID: 11271317
Robotics, vision and control : fundamental algorithms in MATLAB
Berlin : Springer, 2011 - xxiv, 570 s.
ISBN: 978-3-642-20143-1 LIBRIS-ID: 12334653
Introduction to autonomous mobile robots
2nd ed. : Cambridge, Mass. : MIT, c2011. - xvi, 453 p.
ISBN: 0262015358 LIBRIS-ID: 12103366
-
Böcker
Robotics : modelling, planning and control
London : Springer, c2009. - xxiv, 632 p.
ISBN: 978-1-84628-641-4 LIBRIS-ID: 11271317
Robotics, vision and control : fundamental algorithms in MATLAB
Berlin : Springer, 2011 - xxiv, 570 s.
ISBN: 978-3-642-20143-1 LIBRIS-ID: 12334653
Syfte
Syftet med kursen är att ge grundläggande kunskaper om hur olika typer av mobila robotar är konstruerade och kontrollerade för att utföra självständiga uppgifter inom olika områden såsom fältrobotik, servicerobotik, mediarobotik, och bio-inspirerad robotik. I synnerhet strategier för förflyttning kommer att analyseras för både hjul- och benrobotar, med särskild vikt på klättrande robotar, fyrbenta och tvåbenta rörelsemönster, balansering och gånganalys, samt humanoida robotar.
Till skillnad från industrirobotar utgör lokaliserings- och orienteringsestimering ett centralt problem hos mobila robotar, och metoder för sensorfusion och 3D-kartläggning kommer att presenteras. För detta ändamål kommer särskild uppmärksamhet ges till datorseende, i synnerhet mono- och binokulärseende tillsammans med grundläggande algoritmer för identifiering och följning av unika element, rörelseuppskattning och 3D-rekonstruktion. Vidare kommer flyg- och undervattensrobotar behandlas, för full 6-dimensionell positionsuppskattning. Dessutom kommer grundläggande metoder för ruttplanering och hinderdetektering att behandlas i kursen.
Lärandemål
Efter avslutad kurs ska studenten kunna:
- modellera en mobil robot med olika typer av kinematiska strukturer
- analysera rörelsekapacitet och de största fördelarna / nackdelarna med de olika konfigurationerna (hjul, ben, hybrid, passiv, balansering, flygande, etc) och urskilja olika rörelsestrategier
- beskriva problemen med tvåbent förflyttning, gång och löpning för moderna humanoida robotar
- beskriva och implementera grundläggande algoritmer för lokalisering och kartläggning
- använda bildbehandling för att uppskatta förflyttning hos en robot
- rekonstruera en 3D-miljö genom att kombinera olika sensorer
- realisera grundläggande metoder för hinderdetektering och -undvikande
Innehåll
Olika typer av mobila robotar, icke-holonymiska begränsningar, hjulförsedda robot, benrobotar, hybridrobotar, tvåbenta robotar, balanserande robotar. Grunderna för klättrande robotar. Biomekaniken hos tvåbenta, gång- och löpanalys, humanoider. Undfallenhet i rörelse, variabel styvhet hos ställdon, passivitet och underaktivering.
SLAM (samtidig lokalisering och kartläggning), odometribaserad och probabilistisk lokalisering, EKF (utökad Kalmanfiltrering), partikelfiltrering.
Grunderna i datorseende, bildbehandling, parameterutvinning, följning, segmentering, objektsbeskrivning och -igenkänning. Kamerakalibrering, flervysgeometri, monokulärt och binokulärt seende. Grunderna i 3D-rekonstruktion, SFM (struktur från rörelse), VO (visuell odometri), egomotion-uppskattning, optiskt flöde, BA-baserad (bunt-justering) SLAM. Avståndskameror: Kinect, RGB-D SLAM. Ruttplanering, B-splines, hinderdetektion, potentialfält. Robotetik.
Undervisning
Föreläsningar, övningar, laborationer och projekt.
Särskild behörighet
Linjär algebra 7,5 hp, Differential- och integralkalkyl II 7,5 hp, Mekanik II 7,5 hp samt Reglerteknik 7,5 hp eller motsvarande. Dessutom krävs Svenska B/Svenska 3 samt Engelska A/Engelska 6. I de fall kursen ges på engelska görs undantag från kravet på Svenska B/Svenska 3.
Examination
Laboration (LAB1), 1,5 hp, betyg Godkänd (G)
Projekt (PRO1), 1,5 hp, betyg 3, 4 eller 5
Tentamen (TEN1), 4,5 hp, betyg 3, 4 eller 5
En student som har ett intyg från MDU avseende sin funktionsnedsättning har möjlighet att anmäla önskemål om anpassning vid salstentamina eller annan examinationsform i enlighet med Regler och anvisningar för examination på grundnivå och avancerad nivå vid Mälardalens högskola (2020/1655). Det är examinator som, utifrån det intyg som utfärdats, beslutar om eventuell anpassning och i så fall vilken anpassning som ska gälla.
Misstankar om vilseledande vid examination (fusk) anmäls, enligt högskoleförordningen, till universitetets rektor och prövas av universitetets disciplinnämnd. Om disciplinnämnden anser att en student gjort sig skyldig till en disciplinförseelse fattar nämnden beslut om en disciplinär åtgärd, vilket är varning eller avstängning.
Betyg
Med beröm godkänd, icke utan beröm godkänd, godkänd, underkänd