BME VIK - Intelligens robotok

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Lantos Béla,

4. A tantárgy előadója

Dr. Lantos Béla egyetemi tanár

Dr. Harmati István egyetemi docens

Dr. Vajda Ferenc egyetemi adjunktus

Prohászka Zoltán egyetemi tanársegéd

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Robotok és irányítások elmélete

6. Előtanulmányi rend

Ajánlott:
Robotok és irányítások elmélete

7. A tantárgy célkitűzése

A tantárgy összefoglalja a korszerű (szenzorcsatolt, kooperáló, mobilis és multiágensű) robotrendszerek elméleti alapjait és mesterséges intelligencia eszközeit, bemutatja a más tantárgyakban elsajátított ismeretek felhasználását robotrendszerekben, továbbá az ilyen rendszerek tervezésénél alkalmazható villamosmérnöki módszereket.

A tantárgyat sikeresen abszolváló hallgatók közre tudnak működni robotrendszerek és mobilis robotok számítógépes irányító és navigációs rendszereinek tervezésében, a működéshez szükséges algoritmusok kifejlesztésében és megvalósításában. Hosszú távon hasznosítható készségekkel rendelkeznek 1) a robotirányítás, mozgástervezés és akadályelkerülés területén, 2) korszerű elméletek bevonásával analizálni és tervezni tudnak gyártásautomatizálási alrendszereket és komplex rendszereket, 3) ismerik a tervezést támogató korszerű eszközöket, 4) rendelkeznek a technológiai rendszerek és más határterületek szakembereivel való együttműködési képességgel komplex problémák megoldására.

8. A tantárgy részletes tematikája

13 tényleges oktatási hét: 26 előadási + 13 tantermi gyakorlati óra. A gyakorlatok az elméleti előadás módszereit alkalmazási példák keretében mutatják be. Az előadások tematikája:

1. Robotok szenzorrendszerei. Nyúlásmérő és piezoelektromos átalakítók. Erő/nyomaték és taktilis érzékelők.

2. Szenzorcsatolt robotirányítások. Robot szem-kéz rendszer kalibrációja. Valósidejű robot látórendszer megvalósítása vizuális visszacsatolással. Mechatronikai rendszerek modellezése.

3. Mobilis robotok navigációja. Navigációs tér modellek. Akadályelkerülési stratégiák. Virtuális valóság eszközök a robotikában.

4. Sztereo kamera kalibrálás. Torzítási jelenségek kompenzálása. Látórendszer kalibrálása robotikai alkalmazásokhoz. SIFT deszkriptor vektor, DOG piramis. RANSAC algoritmus, homográfia becslés, feature bázisú képillesztés.

5. Távolságképek 3D képfeldolgozása. Differenciálgeometriai, paraméterbecslésen alapuló és heurisztikus módszerek.

6. Intelligens robot/kéz rendszer irányítórendszere. Többujjas tárgymanipulációnál használt modellek, kontaktuspontok mozgástervezése, kontaktuserők meghatározása. Robot/kéz együttes képfeldolgozó és virtuális valóság rendszere.

7. Mesterséges intelligencia eszközök a robotikában. Neuro-fuzzy modellezés és adaptív irányítás. Optimalizálás genetikus algoritmussal.

8. Kooperáló mobilis robotok, robotfoci. Multiágensű rendszerek kooperációjának modellezése statikus és mozgó objektumok esetén. Játékelméleti megfogalmazás és megoldásuk módszerei. Robotfoci stratégiák, a csapatmozgás megvalósítási szintjei, csapatleírások, stratégia értékszabályok.

9. Mozgó robotok és autonóm járművek GPS-re, gyorsulásérzékelőkre és giroszkópokra alapozott állapotbecslési módszerei. Formációban haladási és kommunikációs stratégiák.

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) A tárgy előadásokból és az előadások anyagát illusztráló gyakorlatokból áll.

10. Követelmények 1 zárthelyi a szorgalmi időszakban. Az aláírás feltétele legalább elégséges zárthelyi osztályzat. Eredménye 20% arányban beszámít a vizsgajegybe.

11. Pótlási lehetőségek

A zárthelyi a szorgalmi időszakban vagy a pótlási héten pótolható.

12. Konzultációs lehetőségek Zárthelyi és vizsga előtti héten hallgatói igény szerint.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Siciliano B.-Khatib U. eds.: Handbook of Robotics. Springer, 2008, kijelölt fejezetek.

Lantos-Harmati-Vajda-Prohászka: Intelligens robotok segédletek. BME Irányítástechnika és Informatika Tanszék, 2008.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	42
Félévközi készülés órákra	15
Felkészülés zárthelyire	15
Házi feladat elkészítése
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása
Vizsgafelkészülés	48
Összesen	120

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Dr. Lantos Béla egyetemi tanár

Dr. Harmati István egyetemi docens

Dr. Vajda Ferenc egyetemi adjunktus

Prohászka Zoltán egyetemi tanársegéd