Robotika a zpracování obrazu

• 26 hod. přednášky
• 39 hod. laboratoře

Úspěšný absolvent předmětu by měl být schopen:
- aktivně pracovat v týmu na zadaném problému
- navrhnout mechanickou konstrukci mobilního robotu
- navrhnout elektrickou konstrukci mobilního robotu
- sestavit a oživit jednotlivé části mobilního robotu
- naprogramovat úlohu mobilního robotu řešící zadaný problém

Cílem předmětu je dát studentům možnost pod vedením zkušených pedagogů prakticky vytvořit mobilní robotické systémy. V rámci vývoje robotů si studenti osvojí nejdůležitější oblasti robotiky – mechanický návrh, vývoj elektroniky a programování.

Je požadován aktivní přístup především v praktické části výuky. Absolvování kurzu BPC-PPC nebo kurzu s podobnou náplní.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

• ŠOLC, František a Luděk ŽALUD. Základy Robotiky. Brno: VUTIUM, 2002.

1. Úvodní přednáška, organizace výuky. Základy práce s GIT, práce v týmu. (účast povinná)
2. Platforma KAMbot – popis, periferie, možnosti použití pro robotické soutěže.
3. Raspberry Pi – Základy programování, i2c sběrnice, periferie.
4. Raspberry Pi – Pokročilé možnosti programování, ladění.
5. Výkonová elektronika, pohony.
6. Přímá a inverzní kinematika robotu, zpracování dat ze senzorů.
7. Mechanická konstrukce, 3D tisk.
8. Pravidla závěrečné soutěže, možné způsoby řešení. (účast povinná)
9. Základy počítačového vidění v mobilní robotice.
10. Použití kamery s Raspberry Pi.
11. Základní knihovny pro zpracování obrazu.
12. Pokročilé metody zpracování obrazu I.
13. Pokročilé metody zpracování obrazu II.

1. Bezpečnost v laboratoři, Založení účtu GitLab, Tvorba týmů
2. Instalace VirtualBoxu, CLionu, Úvod do Linuxu, CLionu
3. Zprovoznění simulátoru, první UDP komunikace se           simulátorem z přákazové řádky, projekt na Gitu, rozdělení           pojektu na moduly
4. UDP komunikace, parser NMEA zpráv
5. HW -  I2C, GPIO, ADC
6. HW - Motory, mikrostep, rampa
7. Snímání           čáry
8. Kinematika mobilního robotu
9. Regulátor pro sledování čáry
10. Telemetrie a vizualizace, ROS
11. Samostatná práce na projektu
12. Zápočtový týden  

Studenti rozdělení do týmů po 4-5 studentech v rámci výuky naprogramují software pro mobilní robot formou projektu. Tento projekt budou obhajovat na společné obhajobě, dále odevzdají technickou zprávu o řešení projektu. Důležitou součástí hodnocení je účast na závěrečné soutěži.

Pro získání zápočtu je nutné splnit:

* Jízda po všech zápočtových úsecích v posledním cvičení semestru (robot je ovladatelný, dokáže sledovat trať)

Struktura bodového hodnocení je následovná:

* až 50b průběžné hodnocení cvičení během semestru:
- až 10b v pěti týdnech cvičení, kontrolovaných na začátku daného cvičení, kde se hodnotí splnění úkolů z přechozích cvičení nutných pro úspěšné zvládnutí temat, které budou probírány. Hodnotí se hotové úkoly v GIT repozitáři (dokumentace, kód a funkce)

* až 50b zkouška ve zkouškovém období, formou soutěže. Z toho
- z toho až 10b za technické řešení robotu
- z toho až 10b prezentace projektu
- z toho až 15b ujetá dráha v soutěži
- z toho až 15b umístění seřazené dle času dojezdu do cíle (pouze pokud dojel do cíle)

- Pro obě skupiny hodnocení postačuje účast alespoň jednoho člena týmu který bude aktivně soutěžit s robotem. Jako účast na soutěži bude uznána i prokazatelná účast s vyrobeným robotem na jiné národní nebo mezinárodní soutěži absolvující podobnou kategorii soutěže (např EUROBOT, ISTROBOT apod.).
- Body se udělují celému týmu shodné, pokud se tým nedohodne jinak a neoznámí jiné rozdělení bodů během obhajoby.

Podmínky zápisu hodnocení do IS:

* Podmínkou zápisu hodnocení závěrečného testu je odevzdání technické zprávy (dokumentace) nejpozději k termínu testu. (musí být nahrána ve verzovacím systému nebo odevzdána papírově)

* Podmínkou zápisu hodnocení závěrečné zkoušky je vrácení všech vypůjčených věci k robotu nejpozději do dvou dní po skončení zkoušky. Tímto aktem tým projevuje souhlas s výsledkem zkoušky a dává najevo, že nechce zkoušku opakovat. V opačném případě bude výsledek zkoušky třetí den po jejím skončení anulován a tým může opakovat závěrečnou zkoušku v následujícím vypsaném termínu. Tým má až 2 pokusy na závěrečnou zkoušku.

Zkouška z předmětu bude probíhat prezenčně.

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Kontrola výsledků samostatné práce na zadaných úkolech. V případě omluvené neúčasti na cvičeních může učitel v odůvodněných případech stanovit náhradní podmínku, obvykle vypracování dílčího úkolu. Povinná je účast na dvou předem stanovených přednáškách.