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2001/2002 - 2º semestre
Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores
Perfil de Controlo e Robótica
Licenciatura em Engenharia Electrotécnica e de Computadores
Ramo de Controlo e Robótica (disciplina de
opção)
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Docentes |
Objectivos | Programa |
Avaliação | Projectos | Séries de
Problemas | Calendário |
Bibliografia | Web Links |
Alunos
Novidades
- 30.Junho.02 - Last Homework
- 27.Maio.02 - Paper on Planning
- 22.Maio.02 - Handouts on Guidance
- 14.Maio.02 - Visita de estudo à Soporcel (veja em
Calendário)
- 14.Maio.02 - Handouts on Prediction-Matching-Filtering in
the Localization of Mobile Robots, Markov Localization. Reading
Assignment.
- 5.Maio.02 - Notas dispersas sobre Filtragem de Kalman,
Homework nº2
- 30.Abril.02-Handouts on Navigation, Odometry and Kalman
Filtering
- 29.Abril.02 -Paper version of Handouts relative to
Triangulation, Trilateriation, Short-Based Line and Long-Based Line
localization procedures.
- 22.Abril.02-Handouts Kinematics Models
- 15Abril.02 - Handouts Motion Planning (Part I)-update,
Handouts of Smooth Path Planning
- 10.Abril.02 - Handouts Motion Planning (Part I)
- 8.Abril.02 - Actualização da lista dos
projectos e da sua atribuição
- 5.Abril.02 - Homework nº 1
- 4Abril.02 - Lista de projectos e dos alunos a que
estão atribuidos.
- 12.Mar.02 - Handouts - Chapter 1 - available only until
22.March.02
- 10.Mar.02 - Lista dos alunos
Professora Responsável: Maria Isabel Ribeiro
E-mail: mir@isr.ist.utl.pt
Contacto telefónico: ext: 2059. Do exterior ligue 218418059.
Esta disciplina tem como objectivo apresentar os vários subsistemas
funcionais que compõem um robot móvel de uma forma
individualizada (Caps.2-6) e integrada (Caps.7-8). O Cap. 9 aborda o caso em
que vários robots cooperam, de uma forma distribuída, procurando
atingir objectivos comuns à população.
Capítulo 1 - Introdução
- Contexto Histórico. Exemplos de robots móveis.
- Exemplos da investigação e tecnologia actuais em
Robótica Móvel.
- Aplicações Potenciais de Robots Móveis.
- Componentes de um Robot Móvel.
Capítulo 2 - Sistemas de Actuação e
Sensores.
- Actuação: servomotores, hélices, rodas,
superfícies de deflecção.
- Sensores: posição, velocidade, aceleração,
contacto, distância (sonar, laser range finder, visão).
- Integração sensorial.
Capítulo 3 - Representação do Mapa do
Mundo
- Representação do espaço. Tipos de mapas.
- Armazenamento do mapa.
- Método das grelhas de ocupação.
Capítulo 4- Planeamento do Movimento
- Cinemática de Robots Móveis.
- Restrições Holonómicas e Não
Holonómicas.
- Planeamento de caminhos (veículos holonómicos).
- Planeamento de manobras (veículos não holonómicos) .
- Geração de trajectórias suaves.
Capítulo 5- Navegação
- Auto-localização: Odometria. Triangulação:
Short baseline e long baseline.
- Método dos campos de potencial.
- Navegação Topológica.
- Dinâmica de robots móveis.
- Condução baseada na cinemática ou na dinâmica
para seguimento de trajectórias.
- Estabilidade e controlabilidade de controlo de postura.
Capítulo 6 - Planeamento de Tarefas
- Planeamento a priori.
- Planeamento reactivo.
- Aprendizagem por reforço.
Capítulo 7- Coordenação da
Execução de Subtarefas
- Introdução aos Sistemas Dinâmicos de Eventos Discretos.
- Coordenação baseada em Redes de Petri.
Capítulo 8- Arquitectura Funcional de um Robot
Móvel
- Hierárquica.
- Heterárquica ou baseada em comportamentos.
- Híbrida.
- Integração de subsistemas: arquitecturas de hardware e
software vs arquitectura funcional.
Capítulo 9 - Populações de Robots
Cooperativos
- Homogeneidade vs heterogeneidade.
- Comunicações.
- Arquitectura funcional da população.
- Modelos de trabalho de equipa.
A avaliação de conhecimentos consistirá em duas
componentes:
i) (65%) projecto a realizar por um grupo de 2 elementos,
normalmente consistindo no desenvolvimento de uma aplicação de
software relacionada com o tema de um dos capítulos do programa, por
simulação ou aplicação a robots reais, com uma
dimensão que permite que seja terminado dentro do prazo previsto (31 de
Julho). Os temas serão propostos em meados de Março e até
ao dia 1 de Abril os alunos deverão organizar-se em grupos e escolher um
projecto. São aceites propostas de projectos oriundas dos alunos. Em
princípio, os temas dos projectos destinados a alunos do MEEC
serão mais avançados do que os destinados a alunos da LEEC, mas
poderão ser consideradas situações especiais, a discutir
com os diversos grupos.
ii) (35%) resolução individual de 4
séries de questões. Os alunos do MEEC resolvem todas as
questões, enquanto os da LEEC só resolvem aquelas não
identificadas com (M).
Nesta secção serão divulgados os temas dos projectos
propostos e, até dia 1 de Abril de 2002, a lista final com a
atribuição por grupos. Cada grupo deve ser composto por dois
elementos. A docente responsável acompanha ao longo do semestre a
evolução dos trabalhos durante a aula de apoio aos projectos
(2ª feira - 14:00-17:00). O relatório deve ser entregue, no final,
na forma de um artigo científico.
Ao longo do semestre serão divulgadas nesta secção os
enunciados de 4 séries de problemas, com resolução
individual e prazo de entrega definido (2 semanas).
- (5.Abril.02) Homework #1
(pdf)
- (5.Maio.02) Homework #2
(pdf)
- (30.Junho.02) Homework #3
(pdf)
- Horário das aulas teóricas 2ª feira, 11:30-13:00
(Sala E1), 4ª feira, 14:30-16:00 (Sala QA7)
- Horário das aulas de apoio a projectos: 2ªfeira,
14:00-17:00 (Laboratório LSC5)
- Propostas de projectos: divulgação até
dia 1 de Abril.
- Conclusão de projectos e entrega de relatórios:
até 31 de Julho de 2002.
- 7. Junho.2002 -
Visita de estudo
à Soporcel -
vá consultando a página para se inteirar dos detalhes
Cada capítulo será baseado em artigos e/ou capítulos
normalmente retirados dos seguintes revistas e livros, existentes no Instituto
de Sistemas e Robótica/Laboratório de Robótica
Móvel (ISR/LRM), ou na Biblioteca do Departamento de Engenharia
Electrotécnica e de Computadores Electricidade (BEEC) do I.S.T.:
Livros
- Phillip John McKerrow, "Introduction to Robotics", Addison
Wesley, 1991. (BEEC)
- Gregory Dudek, Michael Jenkin, "Computational Principles of Mobile
Robotics," Cambridge University Press, 2000. (ISR/LRM)
- H. R. Everett, "Sensors for Mobile Robots: Theory and
Application", A.K. Peters, 1995.(ISR/LRM)
- J. Borenstein, H. R. Everett, and L. Feng, "Where am I?" --
Systems and Methods for Mobile Robot Positioning", Technical Report,
University of Michigan, 1996.
Disponível
em versão electrónica.
- Jean-Paul Laumond (book coordination), "La robotique mobile",
Hermes Science, 2001. (ISR/LRM)
- Ronald Arkin, "Behavior-Based Robotics", MIT Press, 1998.
(ISR/LRM)
- Jean-Claude Latombe, "Robot Motion Planning", Kluwer Academic
Publishers, 1991(BEEC)
- "Autonomous Robot Vehicles", editado por I. J. Cox e G. T.
Wilfong (BEEC)
- S. Sitharama Iyengar, Alberto Elfes (editores), "Autonomous Mobile
Robots: Perception, Mapping and Navigation", IEEE Computer Society Press,
1991. (ISR/LRM)
- Joseph Engelberger, "Robotics in Service" , Kogan Page, 1989.
(BEEC)
- Carlos Canudas de Wit, Bruno Siciliano and Georges Bastin (Eds),
"Theory of Robot Control", (ISR/LCI)
- R. Sutton and A. Barto, "Reinforcement Learning: an
introduction", MIT Press, 1998(ISR/LCI)
- Tom Mitchell, "Machine Learning", McGraw-Hill, 1997. (ISR/LCI)
- Fu, Gonzalez, Lee, "Robotics - Control, Sensing, Vision and
Intelligence ", (BEEC)
Revistas/Actas de Conferências
- IEEE Transactions on Robotics and Automation, (BEEC, ISR/LRM)
- IEEE Robotics & Automation Magazine (BEEC, ISR/LRM)
- IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics (BEEC, ISR/LRM)
- Robotics and Autonomous Systems, Elsevier (BEEC)
- IEEE Control Systems Magazine (BEEC)
- Proceedings of IEEE Conferences on Robotics and Automation, (ISR/LRM)
Artigos
Ao longo do semestre, e a propósito dos diversos tópicos
serão indicados artigos científicos.
Diversos
- Na medida do possível, serão distribuídos ao longo do
semestre apontamentos relativos a cada um dos capítulos do programa.
Serão também especificados reading assigments para cada
capítulo.
- Serão também disponibilizados, quando existentes, os slides
usados para apoio à leccionação das aulas teóricas.
- Slides - Capítulo 1 - Introduction
- Slides - Capítulo 2 - Sensores
(disponibilizados em papel)
- Slides - Capítulo 3 (parte) -
Método de Grelha de Ocupação (disponibilizados em papel)
(4.Abril.02)
- Slides - Capítulo 4 - (Part I) Motion Planning
(15.Abril.02)
- Slides - Capítulo 4 - (Part II) Smooth Path Planning (15.Abril.02)
- Slides - Capítulo 4 - (Part III) Kinematics Models
(22.Abril.02)
- Slides - Capítulo 5 - (Part I) Navigation (30.Abril.02)
- Slides - Capítulo 5 (parte) -
Triangulação, Trilateração, Short e Long Based Line
Localization Algorithms (disponibilizados em papel)
(29Abril.02)
- Slides - Capítulo 5 - (Part II) Odometry (30.Abril.02)
- Slides - Capítulo 5 - (Parte III) Kalman Filtering
(30.Abril.02)
- M. Isabel Ribeiro, "Notas Dispersas sobre Filtragem de Kalman",
Centro de Analise e Processamento de Sinais, Instituto Superior Tecnico, Junho
de 1989. ps.gz file .
(5.Maio.02)
- Slides - Capítulo 5 - (Parte IV) Ciclo
Predição-Emparelhamento-Filtragem na Localização
(14.Maio.02)
- Reading assignment - dois artigos sobre
Navegação e Localização do robot Blanche de I.Cox.
(disponibilizados em papel)
- Slides - Capítulo 5 - (ParteV)
Localização de Markov (14.Maio.02)
- Slides - Capítulo 6 - Guidance
(22.Maio.02)
- Reading assignment - C.Canudas de Wit, H. Khennouf,
C.Samson, O.J.Sordalen, "Nonlinear Control Design for Mobile Robots"
(disponibilizados em papel)
- Reading assignment - M.desJardins, E. Durfee, C. Ortiz, M.
Wolverton, "A Survey of Research in Distributed, Continual Planning,"
AI Magazine 20(4), Winter 1999, 13-22. (pdf)
(27.Maio.02)
Consulteaqui a lista dos alunos que frequentam a
disciplina e os respectivos e-mails
Página actualizada por M. Isabel Ribeiro.
Última actualização em 4.Abril.2002