Pokročilá robotika - B3M33PRO

Kredity 6
Semestry zimní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 2P+2C
Anotace
Předmět vysvětlí a předvede metody pro popis, kalibraci a analýzu kinematiky průmyslových robotů. Hlouběji vysvětlí
principy reprezentace prostorového pohybu a popisy robotů pro kalibraci jejich kinematických parametrů z měřených
dat. Vysvětlíme řešení inverzní kinematické úlohy pro obecný 6DOF manipulátor a použití pro identifikaci parametrů
robotu. Základním teoretickým výpočetním nástrojem pro řešení kinematických, kalibračních a analytických úloh bude
lineární a polynomiální algebra a metody výpočetní algebraické geometrie. Teoretické techniky budou demonstrovány v
simulacích a ověřovány na datech z reálných průmyslových robotů.
Cíle studia
Cílem předmětu je představit pokročilejší metody analýzy a modelování kinematiky robotů.
Osnovy přednášek
1. Úvod, algebraické rovnice a vlastní čísla matice
2. Pohyb jako transformace souřadnic
3. Denavit-Hartenberg konvence sériového manipulátoru
4. Algebraické rovnice a metoda jejich řešení
5. Rotační matice a osa pohybu
6. Inverzní kinematická úloha pro obecný 6R sériový manipulátor I
7. Inverzní kinematická úloha pro obecný 6R sériový manipulátor II
8. Reprezentace a parametrizace rotace
9. Parametrizace osa-úhel
10. Kvaterniony
11. Kalibrace manipulátoru
12. Shrnutí.
Osnovy cvičení
1. Seznámení s laboratorními úlohami, Maple, a-test
2. Oprava a-testu, Maple,.
3. Rotace v prostoru a její reprezentace, osa pohybu.
4. Modifikovaný Denavitův-Hartenbergův popis kinematiky manipulátoru.
5. Popis manipulátoru s redundantní kinematikou
6. Soustavy algebraických rovnic a její řešení.
7. Nalezení singulárních polohy manipulátoru.
8. Úloha 1: Řešení inverzní kinematiky 6DOF sériového manipulátoru 1.
9. Úloha 1: Řešení inverzní kinematiky 6DOF sériového manipulátoru 2.
10. Úloha 1: Řešení inverzní kinematiky 6DOF sériového manipulátoru 3.
11. Úloha 2: Identifikace kinematických parametrů 6DOF sériového manipulátoru 1.
12. Úloha 2: Identifikace kinematických parametrů 6DOF sériového manipulátoru 2
13. Úloha 2: Identifikace kinematických parametrů 6DOF sériového manipulátoru 3.
14. Prezentace úloh.
Literatura
Reza N. Jazar: Theory of Applied Robotics: Kinematics, Dynamics, and Control. Springer, druhé vydání, 2010.
Učednice pokrývající geometrii a kinamematiku manipulátorů. Dostupná v knihovně ČVUT.

M. Meloun, T. Pajdla. Inverse Kinematics for a General 6R Manipulator. CTU-CMP?2013-29. 2013.
Algebraicko-numerické řešení inversní kinematické úlohy 6R manipulátoru.
ftp://cmp.felk.cvut.cz/pub/cmp/articles/meloun/Meloun-TR-2013-29.pdf

T. Pajdla. Elements of Geometry for Robotics. 2014.
Geometry and representation of motion.
Dostupné v PDF: cmp.felk.cvut.cz/cmp/courses/PRO/2014/Lecture/PRO-2014-Lecture.pdf
Požadavky
A3B33ROB