| X33IRO - Inteligentní robotika 2008 | |||||
| Přednášející: | Tomáš Pajdla | Rozsah: | 2 + 2 | Obor: | TK |
| Cvičící: | Michal Havlena, Zuzana Kúkelová | Kredity: | 5 | Dop. semestr: | 11 |
| Katedra: | K333 (13133) | Zakončení: | z, zk | Typ předmětu: | Pov. vol. |
| Přednáška: | 09:15 - 11:00 v KN-E 126 | Cvičení: | Pondělí 16:15 v KN-E132 | ||
| Rozvrh (aktuálně na http://cyber.felk.cvut.cz/teaching/) | Seznam studentů | ||
| Výsledky a hodnocení (2007) | Kontakt | iro2008@cmp.felk.cvut.cz | |
| Odevzdání (a zadání) domácích úloh |
|
,,Drahá slečno Gloryová, Roboti nejsou lidé. Jsou mechanicky dokonalejší než my, mají úžasnou rozumovou inteligenci, ale nemají duši. Ó, slečno Gloryová, výrobek inženýra je technicky vytříbenější než výrobek přírody." (Karel Čapek, R.U.R.) |
|
|
V předmětu IRO se naučíme, vysvětlíme některé základní pojmy z pokročilé robotiky a naučíme se, jak lze vyřešit inverzní kinematickou úlohu pro obecný manipulátor se šesti stupni volnosti. Obecné řešení tohoto problému existuje, ale není snadné ho získat elementárními metodami. Je třeba použít některé hlubší výsledky z algebry, se kterými se běžně nesetkáváme. Jsou však velmi užitečné, neboť se ukáže, že nám umožní řešit soustavy algebraických rovnic mechanickým postupem, který lze naprogramovat. Ve cvičení si vše naprogramujeme a něco též odzkoušíme na skutečných robotech. |
Program přednášek (= otázky ke zkoušce)
| 1. | 29.09 | Úvod, inverzní kinematická úloha, přednáška, cvičení, test-alpha [IRO-2008-Lecture-01.pdf] |
| 2. | 06.10 | Afinní a Eukleidovský prostor: souřadná soustava, souřadnice bodu, vzdálenost, úhel, pravotočivá báze, orientace čtveřice bodů, pohyb je stejnolehlost, stejnolehlost je transformací souřadnic bodu v pevné souřadné soustavě. Pohyb jako transformace souřadnic. Matematický model kamery v afinním postroru. [IRO-2008-Lecture-02.pdf] |
| 3. | 13.10 | Základní pojmy robotiky: Mechanismus a manipulátor, komponenty, struktura, pohony a senzory manipulátoru a mobilního robotu, kinematika mobilního robotu. [IRO-2008-Lecture-03.pdf]. |
| 4. | 20.10 | Kinematika sériového manipulátoru - Denavit-Hartenberg konvence krok za krokem [IRO-2008-Lecture-04.pdf]. |
| 5. | 30.10 | Osa pohybu, inverzní kinematická úloha (IKU) [IRO-2008-Lecture-05.pdf]. |
| 6. | 03.11 | Inverzní kinematická úloha, obecný 6R manipulátor I [IRO-2008-Lecture-06.pdf] |
| 7. | 10.11 | Inverzní kinematická úloha, obecný 6R manipulátor II [IRO-2008-Lecture-07.pdf] |
| 8. | 24.11 | Algebraické rovnice, polynomy, uspořádání monómů, Groebnerova báze, Buchbergerův algoritmus [IRO-2008-Lecture-08.pdf]. |
| 9. | 01.12 | Pokročilé pojmy robotiky: matematický model perspektivní kamery, homografie [IRO-2008-Lecture-09.pdf, PVI-2006 slidy 2-4], měření rovinných předmětů kamerou [PVI-2006 slide 5]. |
| 10. | 08.12 | Řešení soustav algebraických rovnic v robotice a počítačovém vidění [IRO-2008-Lecture-10.pdf] |
| 11. | 15.12 | P3P - poloha kamery z obrazu 3 bodů v prostoru pro systém oko-ruka [IRO-2008-Lecture-11.pdf, IRO-2008-P3P-GB.mws] |
| 12. | 05.01 | Pokročilé pojmy robotiky: Projektivní geometrie: reálná projektivní rovina, homogenní souřadnice [PVI-2006 slidy 9-12], S-polynom pomocí GCD & LCM. |
| 13. | 12.01 | Pokročilé pojmy robotiky: Odhadování parametrů bayesovskou metodou a metodou maximální věrohodnosti, plánování trajektorie robotu s vizuálním a taktilním sensorem, navigace autonomních robotů, kooperativní roboty, spolupráce na základě chování, [IRO-2008-Lecture-13.pdf]. |
Program cvičení
| Náplň | Návod | Test | Domácí úkol | ||
| 1. | 29.09 | Lineární prostor, vlastní čísla, MAPLE intro IRO-Intro-to-Maple.mws | CV-01 |
a |
DU-00: Matlab Intro, Maple Intro |
| 2. | 06.10 | Algebraická rovnice v jedné proměnné | CV-02 |
T-1 |
DU-01: Alg. rovnice a vlastní č. |
| 3. | 13.10 | Algoritmus dělení polynomů IRO-2008-Polynomial-Division-Assignment.mws | CV-03 | DU-02: Dělení polynomů | |
| 4. | 20.10 | DH-Konvence, Staubli TX-90, Robotic Toolbox | CV-04 | DU-03: DH-kinematika | |
| 5. | 30.10 | Inverzní kinematická úloha IRO-2008-IK-2-axes-4-dof.mws | CV-05 | DU-04: IKU 2 osy 4 DOF | |
| 6. | 03.11 | Inverzní kinematická úloha IRO-2008-IK-3-axes-6-dof-assignment.mws | CV-06 | DU-05: IKU 3 osy 6 DOF | |
| 7. | 10.11 | Inverzní kinematická úloha 6R IRO-2008-IK-6-axes-6-dof-general-explanation-2.mws | CV-07 | DU-06: IKU 6R | |
| 8. | 24.11 | Algoritmus výpočtu Groebnerovy báze IRO-2008-Groebner-Basis-Assignment.mws | CV-08 | DU-07: Buchbergerův algoritmus | |
| 9. | 01.12 | Test č. 2 |
T-2 |
||
| 10. | 08.12 | Řešení algebraických rovnic pomocí Groebnerovy báze IRO-2008-Solving-by-GB-Lab.mws | CV-09 | DU-08: Řešení algebraických rovnic GB | |
| 11. | 15.12 |
3P problem - poloha kamery v prostoru pro system OKO-Ruka IRO-2008-P3P-GB-assignment.mws |
CV-10 | DU-09: P3P problém | |
| 12. | 05.01 | GB řešení alg. rovnic, step-by-step IRO-2009-Solving-by-GB-Lab-2.mws | CV-11 | DU-10: GB řešení alg. rov., step-by-step | |
| 13. | 12.01 | Test č. 3 |
T-3 |
Testy: Každý student řeší testy sám.
Pravidla pro cvičení, zápočet a zkoušku
Zápočet je udělěn po dosažení alespoň 20 bodů z domácích úkolů.
Náplň testů v semestru a zkouškové otázky.
Známka z předmětu je konstruována z výsledků v semestru a z výsledku zkoušky.
Literatura