Robotika (v angličtině)

• 26 hod. přednášky
• 12 hod. laboratoře
• 14 hod. projekty

• 55 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
• 19 bodů půlsemestrální test (písemná část)
• 12 bodů laboratoře
• 14 bodů projekty

Seznámit studenty se současným stavem a vývojem v oblasti robotiky. Naučit studenty základní teorii řízení robotů. Seznámit studenty s vlastnostmi mobilních robotických systémů a připravit je na obsluhu, údržbu a tvorbu takových systémů.

Studenti získají znalosti o současném stavu a trendech v robotice. Získají praktické znalosti z konstrukce, programového vybavení a použití robotů.

Robotika zažívá velký rozmach díky příchodu různých autonomních systémů, ať už pro řízení vozidel nebo ve velkovýrobě. Přehled o řešení různých úloh a znalosti základů robotiky umožňují další uplatnění v odvětvích, kde se roboty používají.

• George A. Bekey: Autonomous Robots: From Biological Inspiration to Implementation and Control, 2005, Bradford Book, ISBN-13 978-0262025782

• Ronald C. Arkin: Behavior-Based Robotics, Bradford Books, 1998, ISBN-13 ‏ : ‎ 978-0262529204

• John M. Holland: Designing Autonomous Mobile Robots: Inside the Mind of an Intelligent Machine, 2003, Newnes,  ISBN-13 ‏ 978-0750676830 

• Alex Ellery: Planetary Rovers: Robotic Exploration of the Solar System, Springer, 2016, ISBN-13 ‏978-3642032585

• Gary Bradsky and Adrian Kaehler: LearningOpenCV, O'Reilly, 2008, ISBN 978-0-596-51613-0

• Grewal, Andrews and Bartone: Global Navigation Satellite Systems, Inertial Navigation, and Integration, Wiley, 2013, ISBN-13 ‎ 978-1118447000

• Kaplan and Hegarty: Understanding GPS/GNSS: Principles and Applications, Artech House, 2017, ISBN-13 ‎ 978-1630810580

• Hassan K. Khalil: Nonlinear Systems, Pearson, ISBN-13 ‎ 978-0130673893

• Dorf and Bishop: Modern Control Systems, Pearson Hall, 2011, ISBN-13 ‎ 978-0136024583

• Ogata: Modern Control Engineering, Pearson, 2009, ISBN-13 ‎ 978-0136156734

• Franklin, Powel and Emami-Naeini: Feedback Control of Dynamic Systems, Pearson, ISBN13 978-0-13-349659-8

• Beard and McLain: Small Unmanned Aircraft: Theory and Practice, Princeton, 2021, ISBN-13 ‎ 978-0691149219

• Sayed: Fundamentals of Adaptive Filtering, Wiley, 2003, ISBN-13 ‏978-0471461265

• Russel and Norvig: Artificial Intelligence: A Modern Approach, Pearson, 2009, ISBN-13 ‏978-0136042594

• Šolc, F.: Robotické systémy, VUT v Brně, 1990 

1. Historie, vývoj, trendy vývoje robotů. Základní pojmy z oblasti robotiky. Oblasti použití robotů. Robotické soutěže.
2. Kinematika a statika. Přímá a inverzní úloha kinematiky.
3. Plánování dráhy v kartézských a kloubových souřadnicích. Dynamika pohybu stacionárních robotů.
4. Efektory, senzory a napájení robotů. Využití kamer, laserových dálkoměrů, sonarů.
5. Půlsemestrální test.
6. Základní vlastnosti mobilních robotů. Dělení podle typů podvozků. Model a řízení kolových mobilních robotů.
7. Robotický middleware. Robotický operační systém (ROS), filozofie ROSu, uzly a komunikace mezi nimi. Simulační nástroje.
8. Mapy okolí - konfigurační prostor a 3D modely.
9. Pravděpodobnost v robotice. Základní pojmy. Bayesův, Kalmanův a částicový filtr. Tvorba modelu pohybu robota a modelu měření.
10. Metody pro globální a lokální lokalizaci. Lokalizace pomocí GPS, metoda Monte Carlo.
11. Tvorba mapy okolí robota. Přehled algoritmů pro simultánní lokalizaci a mapování (SLAM). Ukázky použití.
12. Plánování trajektorie ve známém a neznámém prostředí. Bug algoritmy, potenciálová pole, grafy viditelnosti a pravděpodobnostní metody.
13. Základy řízení a regulace.

1. Základy práce s Arduinem
2. Práce se senzory
3. Řízení motorů
4. Základy práce v ROSu, čtení dat ze senzorů
5. Pokročilejší práce v ROSu
6. Závěrečný úkol

Projekt realizovaný na robotu na FIT.

1. Bodované laboratoře.
2. Půlsemestrální písemný test.
3. Hodnocený projekt.

V předmětu jsou povinné projekty a laboratoře, které na projekty navazují.