ROBOTICA (PRINCIPI E PROGETTO) - 38069

insegnamento

ID:

38069

Dettaglio:

SSD: SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI Durata: 72 CFU: 9

Sede:

DALMINE

Url:

Dettaglio Insegnamento:

INGEGNERIA INFORMATICA/PERCORSO COMUNE Anno: 2

Anno:

2024

Course Catalogue:

https://unibg.coursecatalogue.cineca.it/af/2024?co...

Periodo di attività

Primo Semestre (16/09/2024 - 23/12/2024)

Obiettivi Formativi

Al termine del corso lo studente conosce e comprende le funzionalità di
controllo di robot manipolatori industriali e di robot mobili autonomi
(percezione, controllo, pianificazione, manipolazione, navigazione).
Lo studente conosce le tecniche di progettazione del sistema software di
controllo per robot autonomi.
E' in grado di analizzare i requisiti funzionali di un robot autonomo e di
riconoscere similitudini che favoriscono lo sviluppo di software riusabile.
Al termine del corso lo studente sa progettare l'architettura di controllo di
un robot autonomo mobile e manipolatore.
Grazie all'attività sperimentale svolta in laboratorio, lo studente sa
configurare il sistema di controllo di un robot mobile e testare le
prestazioni dei singoli sottosistemi (sensori e attuatori) e del sistema
robotico integrato.

Prerequisiti

Non ci sono precedenze obbligatorie. Il corso assume che si disponga
delle conoscenze di base di informatica.
Le attività di progetto richiedono la conoscenza del linguaggio di
programmazione C++ e del sistema operativo Linux

Metodi didattici

Lezioni frontali con diapositive. Le diapositive sono disponibili online per
gli studenti prima dell'inizio del corso.
All'inizio di ogni lezione, gli studenti sono invitati a fare domande sui
concetti presentati durante la lezione precedente al fine di chiarire
eventuali
dubbi che possono sorgere durante lo studio a casa.
Le sessioni di laboratorio sono supervisionate al fine di garantire che lo
studente faccia progressi costanti nello svolgimento delle attività
sperimentali con sensori e robot mobili e per stimolare la discussione tra
gli studenti.

Verifica Apprendimento

La verifica avviene tramite una prova scritta. Per il corso da 9 cfu è richiesta la stesura di una relazione sull'attività sperimentale svolta in
laboratorio.
La prova scritta ha una durata di due ore e consiste in domande di teoria.
Il testo della prova indica il punteggio massimo conseguibile per ogni
domanda.

Contenuti

Introduzione alla progettazione di sistemi software di controllo per robot
autonomi
• Architetture di controllo Sense-Plan-Act
• Situatedness, Embodimen, Intelligence
• Modelli di componente software e architetture a componenti
• I middleware per la robotica: ROS, OROCOS
Algoritmi di controllo per robot autonomi
• Modelli cinematici di robot mobile
• Controllo del moto
• Navigazione e aggiramento degli ostacoli
• Localizzazione
• Costruzione di mappe Metriche, Topologiche• Tecniche probabilistiche per la simultanea localizzazione e costruzione
di mappe
• Visione 3D con sensori di profondità
Algoritmi di controllo per robot manipolatori
• Modelli cinematici di robot manipolatore
• controllo del moto nello spazio dei giunti e nello spazio cartesiano
• Cinematica diretta
• Cinematica inversa in forma chiusa e con metodi numerici
• Cinematica differenziale
Pianificazione del moto per robot mobili manipolatori
• Verifica di collisione e calcolo delle distanze
• Campionamento delle configurazioni libere da ostacoli
• Pianificazione del percorso
• Generazione della triettoria
Pianificazione automatica delle attività
• Hierarchical Task Networks
• State-space planning
Attività sperimentali in laboratorio (corso da 9 cfu) con
• robot mobile differential drive
• robot mobile omnidirezionale
• sensori di visione 3D
• telemetro laser

Risorse Online

Altre informazioni

Le attività di progetto si svolgeranno presso il Laboratorio di Robotica in
via Galvani 1, Dalmine. I progetti verranno definiti all'inizio del corso e
dovranno essere completati entro la fine del semestre.