A3M33PRO  - Pokročilá robotika
Přednášející:Tomáš PajdlaRozsah:2 + 2Katedra:K333 (13133)
Cvičící:Michal HavlenaKredity:6Zakončení:z, zk
Přednáška:Po 11:00 - 12:30 v KN: E-127Cvičení:Po  12:45 - 14:15 v KN: E-220
Rozvrh (aktuálně na http://cyber.felk.cvut.cz/teaching/)Seznam studentů
Výsledky a hodnoceníKontaktpro2011@cmp.felk.cvut.cz
Odevzdání (a zadání) domácích  úloh | fórumLogin infohttp://cyber.felk.cvut.cz/teaching/studentcomp.phtml

,,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.)

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 nasimulujeme a něco též odzkoušíme na modelech skutečných robotů.

Program přednášek

1.19.09Úvod: obsah předmětu, aplha test, algebraická rovnice a vlastní čísla [PRO-2011-Lecture-01.pdf]
2.26.09Pohyb: pohyb jako transformace souřadnic [PRO-2011-Lecture-02.pdf]
3.03.10Osa pohybu: rotační matice a její základní vlastnosti, osa pohybu, existence a výpočet [PRO-2011-Lecture-03.pdf]
4.10.10Kinematika: Denavit-Hartenberg konvence manipulátoru [PRO-2011-Lecture-04.pdf]
5.17.10Inverzní kinematická úloha pro obecný 6R sériový manipulátor I [PRO-2011-Lecture-05.pdf][PRO-2011-Lecture-05-IK-6R.pdf]
6.24.10Inverzní kinematická úloha pro obecný 6R sériový manipulátor II
7.31.10Inverzní kinematická úloha pro obecný 6R sériový manipulátor III
8.07.11 Řešení algebraických rovnic I [PRO-2011-Lecture-08.pdf]
9.14.11 Řešení algebraických rovnic II [PRO-2011-Lecture-09.pdf]
10.21.11 Oprava Testu 2
11. 28.11 Singular Value Decomposition [PRO-2011-Lecture-11.pdf]
12. 05.12 Řešení algebraických rovnic III [PRO-2011-Lecture-12.pdf]
13. 12.12 Závěr: shrnutí & opakování

Program cvičení

Cvičení  

Test

Domácí úkol

1.19.09Opakování základních elementů LA, seznámení: Matlab [MathWorks], Maple 

alpha

HW-01: Alg. r. 1 prom
2.26.09Pohyb a jeho reprezentace, oprava testu alpha 

 

HW-02: Pohyb

3.03.10Rotacni matice a osa pohybu 

 

HW-03: Osa pohybu
4.10.10DH-Konvence: Mitsubishi MELFA-RV-6S, [DH.pdf][Maltab Robotic Toolbox] 

 

HW-04: DH Mitsubishi
5.17.10Test 1, 6DOF IKU I [PRO-2011-IK-6R-assignment.mws] 

T1 (příklady)

HW-05: IKU 6R I

6.24.10Oprava testu T1  HW-06: IKU 6R II
7.31.116DOF IKU II   HW-07: IKU 6R III
8.07.11Algebraické rovnice [PRO-2011-Groebner-Basis-Assignment.mws]   HW-08: Alg. rovnice I
9.14.11Test 2, algebraické rovnice I 

T2
(příklady)

 HW-09: Alg. rovnice II
10.21.11 Manipulátor Mittsubishi, Kalibrace I  

 

 HW-10: Kalibrace I
11.28.11 SVD   HW-11: SVD
12.05.12 Algebraické rovnice II [IRO-2011-IK-2-axes-4-dof.mws]   HW-12: Alg. Eq II.
13.12.12Test 3 

T3
(příklady)

------------------------

Termíny zkoušek a termíny náhradních písemek jsou vypisovány v KOSu.

Zápočet

Aktuální výsledky a hodnocení ukazují, kdo již získává zápočet.

  1. Úlohy se odevzdávají do neděle následující po cvičení do 23:59.
  2. Je třeba mít odevzdány a uznány všechny domácích úlohy (0 ve sloupci označeném ~DU) a celkově získat alespoň 50%
    bodů (alespoň 0,5 ve sloupci DU). Chybějící úlohy lze odevzdat nejpozději do 16.12.2011.
  3. Je třeba získat  50% bodů ze semestru (alespoň 0,5 ve sloupci WT).

Zkouška

Zkouška bude mít písemnou a ústní část.

Pravidla

  1. Přednáška: Absolvování předmětu bez účasti na přednáškách je velice obtížné.
  2. Cvičení: Absolvování předmětu bez účasti na cvičeních je nemožné.
  3. Domácí úlohy: Řešení úlohy zpravidla započíná na cvičení a je konzultováno s cvičícím. Dále studenti řeší úlohy samostatně.
  4. Zápočet je udělěn po uznání všech domácích úloh a dosažení v průměru 50% bodů z domácích úloh a v průměru 50% bodů z testů.
  5. Testy řeší studenti samostatně.
  6. Známka je konstruována z výsledků v semestru a z výsledku ústní zkoušky.

Literatura

  1. Lung-Wen Tsai. Robot Analysis And Design: The Mechanics of Serial And Parallel Manipulators, John Wiley and Sons, 1999.
  2. P. Pták. Introduction to Linear Algebra. Vydavatelství ČVUT, Praha, 2007.
  3. P. Olšák. Úvod do algebry, zejména lineární. ČVUT 2007.
  4. E. Krajník. Maticový počet. Vydavatelství ČVUT, Praha, 2000.
  5. A. Karger, M. Kargerová: Základy robotiky a prostorové kinematiky, Vydavatelství ČVUT, Praha, 2000.
  6. D. Cox, J. Little, D. O'Shea. Ideals, Varieties, and Algorithms. 2nd edition, Springer, 1998.  
  7. Maple - Matematika v Maple (X01MVM -  http://math.feld.cvut.cz/nemecek/matvmap.html) Instalace.

Doporučené prerekvizity:

  1. A0B01LAG Lineární Algebra
  2. A3B33ROB Robotika
Tomas Pajdla 2011-09-26