Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Robotirányítás rendszertechnikája

    A tantárgy angol neve: Robot Control Architectures

    Adatlap utolsó módosítása: 2015. november 29.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki szak, MSc képzés       
    Számítógép-alapú rendszerek főspecializáció       

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIAUMA10 2 2/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Tevesz Gábor, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
    4. A tantárgy előadója
    Név: Beosztás: Tanszék, Intézet:
    Dr. Tevesz Gábor egyetemi docens Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
    Bézi István c. egyetemi docens Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
    Oláh István mestertanár Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Mikrokontrolleres és interfésztechnikai alapismeretek, valós idejű programozás
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIAUM255" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIAUM255", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    7. A tantárgy célkitűzése A tantárgy célja, hogy a hallgatók ismereteket szerezzenek a komplex automatizált rendszerek egyik nagy családjának, a robotirányításnak a területén használatos hardver és szoftver eszközökről, elsajátítsák a használatos architektúrák és irányítási algoritmusok főbb jellegzetességeit. Megismerkednek a robotok mozgását leíró modellekkel, irányítási architektúráikkal, a robotprogramozási nyelvek szerkezetével és tulajdonságaival. A tantárgy két hat szabadságfokú általános célú szerelőrobot példáján keresztül szemlélteti a tanultakat. Áttekinti a robotikában alkalmazott digitális szabályozások elméletét, algoritmusait, realizálási kérdéseit. Bevezeti a hallgatókat napjaink egyik legdinamikusabban fejlődő robotikai területébe, a mobil robotok világába, bemutatva a mobil robotok szenzorait, tájékozódásának és irányításának alapelveit, algoritmusait.
    8. A tantárgy részletes tematikája A robot, mint komplex irányítandó folyamat. Robotgenerációk, robottípusok és alkalmazásaik.

    Robot manipulátorok kinematikája. Direkt és inverz geometriai feladat, a Denavit-Hartenberg alak. Robotok dinamikája. Robotirányítási algoritmusok (decentralizált szervohajtások, nemlineáris szétcsatolás, hibrid pozíció- és erőirányítás).

    Pozíció, sebesség és gyorsulásérzékelés. Inkrementális adók, abszolút szöghelyzet adók. Nokia-Puma 560 eredeti és új irányító rendszere. A Mitsubishi MELFA ipari robotcsalád architektúrája és programozása. A MELFA robot szimulátora.

    Digitális szabályozó algoritmusok elmélete, realizálásuk robotokban (pozíció, sebesség, nyomaték). Az elintegrálódás kiküszöbölése.

    Robot programozási nyelvek. On-line, off-line programozás, explicit programozási nyelvek. A robotprogramozás fejlődési irányai, implicit programozás. Az ARPS programnyelv és bővítése hibrid pozíció-erő irányításhoz

    Mobil robotok fajtái, rendszerezése. Mobil robotok szenzorai és tájékozódása, relatív és abszolút helymeghatározási elvek. Mobil robotok navigációja akadályok között. A konfigurációs tér. Ütközésmentes pályatervezési algoritmusok: potenciálmező-módszerek, valószínűségi útvonaltérkép (PRM) és gyorsan feltérképező sűrű fa (RDT) módszerek, cella-dekompozíció, láthatósági gráf. Approximációs tervezési módszerek anholonóm robotok számára. A reaktív akadályelkerülés módszerei: virtuális erőtér (VFF), vektormező hisztogram (VFH) és dinamikus ablak (DWA) módszerek.

    Gyakorlatok:

    Mobil nyomkövető robot verseny feladatkiírása

    Nokia-Puma 560 direkt/inverz geometriai feladat számítása

    Inkrementális adó pozíció- és sebességszámításra

    ARPS nyelvi elemek használata, programozási példák

    Digitális szabályozók

    Mobil robotok helyzet-meghatározási példái

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) A tantárgy anyaga előadásokon és gyakorlatokon kerül ismertetésre. Az előadások és a gyakorlatok az anyag ütemében váltogatják egymást, a gyakorlatokon példák és esettanulmányok formájában kerül elmélyítésre az előadásokon elhangzott elméleti tananyag.
    10. Követelmények

    A szorgalmi időszakban:   egy zárthelyi 
    A vizsgaidőszakban:          írásbeli vizsga

    Elővizsga:                            igény szerint

    Az aláírás megszerzésének feltétele a zárthelyi elfogadható (legalább elégséges szintű) megoldása. A vizsgára bocsátás feltétele az aláírás megléte. A vizsgán is el kell érni legalább az elégséges szintet, a tárgyból szerzett érdemjegy 30%-ban a zárthelyin, 70%-ban a vizsgán mutatott eredményből tevődik össze.

    11. Pótlási lehetőségek A zárthelyihez a TVSZ előírásai szerint mind a szorgalmi, mind a pótlási időszakban 1-1 pótlási lehetőséget biztosítunk.
    12. Konzultációs lehetőségek Órák előtt és után, továbbá a tanszéken, egyeztetés szerint
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Tevesz G., Bézi I.: Robotirányítás rendszertechnikája (Elektronikus jegyzet). BME AUT, 2014.

    Tevesz G., Szabó Z.: Mikrokontroller alapú rendszerek (Elektronikus jegyzet). BME AUT, 2014.

    J. Borenstein - H.R. Everett - L. Feng: "Where Am I?" Sensors and Methods for Mobile Robot Positioning. The University of Michigan, 1996.

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra

    42

    Félévközi készülés órákra

    14

    Felkészülés zárthelyire

    24

    Házi feladat elkészítése

    -

    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása

    -

    Vizsgafelkészülés

    40

    Összesen

    120

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név: Beosztás: Tanszék, Intézet:
    Dr. Tevesz Gábor egyetemi docens Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
    Bézi István c. egyetemi docens Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék