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Prof. Pedro Lima
E-mail: pal@isr.ist.utl.pt
Contacto telefónico: ext: 2274. Do exterior ligue 218418274
Esta disciplina tem como objectivo apresentar os vários subsistemas
funcionais que compõem um robot móvel de uma forma individualizada (Caps.2-5) e
integrada (Caps.6-8).
A disciplina é oferecida ao Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de
Computadores (MEEC) e também como disciplina de opção ao Mestrado em Engenharia
Informática e Computadores (MEIC) e às Licenciaturas em Engenharia
Electrotécnica e de Computadores (LEEC) e Licenciatura em Engenharia
Informática e de Computadores (LEIC).
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
- Restrições Holonómicas e Não Holonómicas.
- Cinemática de Robots Móveis.
- Planeamento de caminhos (veículos holonómicos).
- Planeamento de manobras (veículos não holonómicos) .
- Método dos campos de potencial
- Geração de trajectórias suaves.
Capítulo 5- Navegação
- Auto-localização: Odometria. Triangulação: Short baseline e long baseline.
- Métodos de localização absoluta: histograma de ângulo, metodologias baseadas em EKF, metodologias probabilísticas
- Método dos campos de potencial.
- Navegação Topológica.
- SLAM - localização e mapeamento simultâneos
- Localização de Markov.
- Condução baseada em métodos de campos de potencial e seus derivados.
- Condução baseada em retroacção linear e não linear do estado (postura).
Capítulo 6 - Planeamento de Tarefas
- Planeamento de tarefas baseado em lógica (STRIPS).
- Gramáticas geradoras de planos.
- Aprendizagem por reforço.
Capítulo 7- Coordenação da Execução de Subtarefas
- Introdução aos Sistemas Dinâmicos de Eventos Discretos. Sistemas Discretos como modelos de tarefas robóticas.
- Exemplos de representação de planos e coordenação da sua execução baseados em Redes de Petri e Autómatos Finitos.
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.
A avaliação de conhecimentos consistirá em duas componentes:
i) (65%) projecto individual (alunos de Mestrado) ou a realizar por
um grupo de 2 elementos (alunos de Licenciatura), 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 de avaliação previsto
(23 de Julho de 2005). Os temas serão propostos no primeiro mês de aulas e os
alunos deverão organizar-se em grupos e escolher um projecto no prazo de 1
semana logo a seguir à apresentação dos temas. São aceites propostas de
projectos oriundas dos alunos. Os temas dos projectos destinados
a alunos do MEEC serão mais avançados do que os destinados a alunos de
Licenciatura, mas poderão ser consideradas situações especiais, a discutir com
os diversos grupos.
ii) (35%) resolução individual de 3-4 séries de questões. Os
alunos de Mestrado resolvem todas as questões, enquanto os de Licenciatura só
resolvem aquelas não identificadas com (M).
Nesta secção serão divulgados os temas dos projectos propostos e a lista
final com a atribuição por grupos. O docente responsável acompanha, ao longo do
semestre, a evolução dos trabalhos em horário a definir. O relatório deve ser
entregue, no final, na forma de um artigo científico. Artigos que se reconheça
que tenham qualidade serão convidados a serem submetidos, para apresentação, em
encontros científicos.
Ao longo do semestre serão divulgadas nesta secção os enunciados das séries
de problemas, com resolução individual e prazo de entrega definido (tipicamente
2 semanas).
·
Horário de discussão do
projecto: 2 horas/quinzenais em horário a definir.
·
Propostas de projectos: divulgação durante primeiro mês de aulas.
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 de Sistemas Inteligents
(ISLab), ou na Biblioteca do Departamento de Engenharia Electrotécnica e de
Computadores Electricidade (BEEC) do I.S.T.:
Ao longo do semestre, e a propósito dos diversos tópicos serão indicados
artigos científicos.
Esta lista irá sendo acrescentada a longo do semestre
Página actualizada por Pedro U. Lima. Última actualização em
1.Junho.2005