Mobilní roboty (FSI-0MR)

Akademický rok 2022/2023
Garant: prof. Ing. Radomil Matoušek, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚAI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Typ předmětu: oborový předmět
Cíle předmětu:
Hlavním cílem předmětu je přiblížení problematiky týkající se mobilních robotů během řešení praktických příkladů. Dále pak:

* vysvětlení interdisciplinarity oboru mobilní robotiky, vztah zejména k automobilnímu průmyslu,

* principy nasazení vestavěných systémů v mobilní robotice (využití principů z návrhu automotive HW, senzorika parkovacích asistentů apod.),

* pochopení principů programování s využitím programovacího jazyka Python a embedded C.
Výstupy studia a kompetence:
Praktické experimenty probíhají s podporou HW běžně používaném v mobilní robotice a v automotive (vestavné systémy, senzorika parkovacích asistentů apod.). Předmět je určen především pro studenty se zájmem o mobilní robotiku.
Prerekvizity:
Kurz je určen pro nadšené studenty se zájmem o mobilní robotiku. Jakákoli znalost programování, mikrořadičů, senzoriky či jiných technologií z daného oboru jsou vítány, nicméně, nejsou požadovány.
Obsah předmětu (anotace):
Obsahem předmětu je osvojení základních metod určených pro vývoj mobilních robotů od počátečního návrhu, přes simulační ověření až po vlastní realizaci autonomního mobilního robotu. Je také určen pro studenty, kteří chtějí pochopit základy algoritmizace během řešení jednoduchých inženýrských problémů. Výuka probíhá formou tvorby jednoduchých programů za účelem řešení projektu ve skupině. Během řešení společných projektů jsou studenti vedeni k intuitivnímu přístupu při řešení inženýrských problémů z oblasti mobilní robotiky.
Metody vyučování:
Praktické experimenty probíhají s podporou HW běžně používaném v mobilní robotice a v automotive (vestavné systémy, senzorika parkovacích asistentů apod.). Předmět je určen především pro studenty se zájmem o mobilní robotiku.
Způsob a kritéria hodnocení:
Požadavky pro udělení zápočtu: aktivní účast na cvičeních a úspěšná realizace skupinového projektu v kooperaci s vyučujícím. Projekt je obhajován formou prezentace před ostatními účastníky kurzu a zakončen praktickou ukázkou realizovaného projektu. Klasifikace je plně v kompetenci vyučujícího podle platných směrnic VUT v Brně.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast v ateliérech je žádoucí, povinná v připadě požadavku na úspěšné získání zápočtu. Výuka je člěněna podle týdenních plánů. Způsob nahrazení zameškaných cvičení je plně v kompetenci vyučujícího.
Typ (způsob) výuky:
    Laboratorní cvičení  13 × 3 hod. povinná                  
Osnova:
    Laboratorní cvičení 1. Úvod do mobilní robotiky, aktuálně řešené problémy.
2. Vhodné platformy, používané inženýrské nástroje.
3. Hardwarové periferie robotu, základy práce s ultrazvukovými a infračervenými snímači vzdálenosti.
4. Základní úlohy zpracování senzorických dat, metody řízení pohybu robotu, řízení servopohonů.
5. Softwarové nástroje vhodné pro vývoj metod inteligentního chování mobilních robotů.
6. Tvorba simulačních modelů robotu, prostředí a senzorů.
7. Metody navigace mobilních robotů.
8. Základní metody lokalizace, tvorba plánu pohybu mobilního robotu.
9. Reakce na překážky - detekce a objíždění překážek.
10. Návrh metody plánování cesty ze skupiny tzv. "bug" algoritmů.
11. Základy metod zpracování obrazu z kamery.
12. Zpracování obrazových dat na zařízeních s podporou OS Android
13. Praktická realizace vybraných typů autonomních mobilních robotů v laboratorních podmínkách.
Literatura - základní:
1. Thrun, S., Burgard, W., Fox, D. (2005). Probabilistic robotics (Vol. 1). Cambridge: MIT press.
2. LaValle, S. M., "Planning Algorithms", Cambridge University Press (2006)
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá 5 Povinně volitelný 1 1 L
N-MET-P prezenční studium --- bez specializace -- zá 5 Povinně volitelný 2 1 L
B-STR-P prezenční studium AIŘ Aplikovaná informatika a řízení -- zá 5 Volitelný 1 2 L
IT-BC-3 prezenční studium BIT Informační technologie -- zá 5 Volitelný 1 2 L
BIT prezenční studium BITP Informační technologie -- zá 5 Volitelný 1 2 L
BIT prezenční studium BITP Informační technologie -- zá 5 Volitelný 1 2 L