Course details

Robotics and Computer Vision

BPC-PRP FEKT BPC-PRP Acad. year 2024/2025 Summer semester 7 credits

Students will work in teams in specialized laboratory of Robotics. They will try to build mobile robot from scratch, designing their own mechanics, connecting electronic modules together, and developing software to make mobile robot working. At the end, there will be competition to compare skills they get during entire semester. This class can extend more theoretically focused class BPC-RBM, but it is not necessary to attend this course.

Guarantor

Ligocki Adam, Ing., Ph.D. (UAMT)

Course coordinator

Ligocki Adam, Ing., Ph.D. (UAMT)

Language of instruction

Czech

Completion

Credit+Examination

Time span

26 hrs lectures
39 hrs laboratories

Department

Department of Control and Instrumentation (UAMT)

Lecturer

Cihlář Miloš, Ing. (UAMT)
Horeličan Tomáš, Ing. (RG-3-02)
Svědiroh Stanislav, Ing. (RG-3-02)

Study literature

Sebastian Thrun, Wolfram Burgard and Dieter Fox, Probabilistic robotics
Stroustrup Bjarne, The C++ Programming Language

Syllabus of lectures

Výuka probíhá formou přednášek (teorie), skupinových laboratoří a práce doma (praktická výuka).

Cílem předmětu je, aby si studenti ve 2 členných týmech osvojili schopnost programování robota a vlastní invencí vyřešili problém regulace jízdy po čáře, regulace jízdy robota v koridoru a jako závěrečný projek (zkouška) pak naprogramovali robota pro útěk z bludiště.

Přednášky

1. Úvod do předmetu, pravidla soutěže, robot kit
2. Operační systém, C++, CMake, UTests
3. Git, C++ Projekt, Lint
4. ROS - základy
5. Motor, Kinematika podvozku, Odometrie
6. Práce se snímačem čary
7. Regulační smyčka
8. Senzorická výbava robota
9. ROS - pokročilý
10. Computer Vision 1
11. Computer Vision 2
12. Náhradní přednáška

Cvika

1. Seznámení s laboratoří, Robot
2. IDE, C++, CMake,
3. Git, Šablona projektu
4. Zachytávání dat, Vizualizace
5. Ovladaní motoru, gamepad, dead reckoning
6. Estimace pozice vůči čáře
7. Regulace jízdy po čáře
8. Zápočet - jízda po čáře
9. Jízda v koridoru
10. Jízda v bludišti
11. Kamera a ARUCo Tagy.
12. Zapocet - jizda v koridoru

Syllabus of laboratory exercises

1. Úvodní cvičení, seznámení se s hardwarem.
2. Instalace RaspberryPi, příprava prostředí pro programování.
3. Programování RaspberryPi skriptem/programem, použití knihovny pro i2c.
4. Digitální vstupy/výstupy.
5. Oživení modulu pro řízení motorů, ovládání serv.
6. Analogově-digitální převod, zpracování měřených dat z dodaných senzorů.
7. Zpětnovazební řízení robotu. Reakce na taktilní snímač. Reakce na analogový senzor.
8. Pokročilé programování Raspberry Pi. Protokol TCP/IP.
9. Oživení kamerového modulu Raspberry Pi. Knihovna OpenCV.
10. Zpracování streamu předzpracovaného obrazu.
11. Zpracování obrazových dat.
12. Samostatná práce na projektu.
13. Samostatná práce na projektu.

Progress assessment

Up to 50 points from two practical demonstrations of solving a task during the exercise:
    - 25 points - driving a robot along a line
    - 25 points - driving a robot in a corridor (using LiDAR)
    - the condition for passing is at least 20 points during the semester

Up to 50 points from the exam in the form of a competition "escape from the maze against time":
    - 40 points - time of escape from the maze
    - 10 points - project management (Git) + documentation
    - +/- up to 20 points for bonus tasks and penalties (+ treasure, - minotaur, - wall touch, etc.)

Course inclusion in study plans

Programme BIT, 2nd year of study, Elective
Programme BIT (in English), 2nd year of study, Elective