ROBOTIKA - cvičení

Cvičí: Vladimír Smutný, Pavel Krsek, Vladimír Petrík

Odevzdávací systém

Cvičení je rozděleno do několika částí s různou formou. Část cvičení je věnována výkladu používání programu Matlab a návodu k domácím pracem.
V části cvičení studenti samostatně řeší jednoduché úlohy s roboty s narůstající složitostí. Každé cvičení této části je završeno odevzdáním vyřešené úlohy do odevzdávacího systému. V této etapě studenti pracují samostatně, odevzdané úlohy jsou automaticky hodnoceny a získané body se započítávají do zápočtu a ke zkoušce.
Část cvičení je věnována samostatné práci studentů ve dvojicích na praktické úloze. Vzhledem k tomu, že jsou k dispozici jen tři roboty, cvičení je organizováno formou otevřených laboratoří. Cvičení probíhá na robotech CRS a robotu Bosch v místnosti E 131. Tyto roboty jsou vyčleněny v daném semestru jen pro samostatnou práci studentů tohoto předmětu. Práce probíhá i mimo čas vyhrazený v rozvrhu robotice.

Vaše práce budou bodovány, body, které můžete získat za jednotlivé práce, jsou uvedeny u jednotlivých úloh v odevzdávacím systému. U některých úloh si můžete volit obtížnost úlohy a tím i maximální počet bodů. Při nadprůměrném řešení můžete získat i více než uvedený počet bodů.

• Byly odevzdány všechny domácí úlohy včetně zpráv, které dostatečně fungují.
• Byla odevzdána praktická úloha, cvičící s Vámi prodiskutoval a schválil Vaši zprávu.
• Byly předvedeny programy praktické, které fungují uspokojivě za podmínek specifikovaných ve zprávách.

1. Úvod, organizace, BOZP, matlab a ladění programů, zadání 1. domácí práce kartézské - válcové - sférické souřadnice.
2. Zadání a řešení 2. domácí práce - Eulerovy úhly. Alfa test, seznámení s praktickými úlohami a s dostupným vybavením.
3. Zadání a řešení 3. domácí práce - přímá a inverzní kinematická úloha planárního seriového manipulátoru. Oprava alfa testu. Reprezentace čísel v počítači, dopady na přesnost výpočtu, stabilita numerických výpočtů.
4. Zadání a řešení 4. domácí práce - přímá a inverzní kinematická úloha planárního paralelniho manipulátoru.
5. Počet stupňů volnosti, počet kloubů, ramen, smyček v paralelním manipulátoru.
6. Zadání a řešení 5. domácí práce - Denavitova-Hartenbergova notace. Kreslení ve 3D v matlabu
7. Zadání a řešení 6. domácí práce - přímá a inverzní kinematická úloha prostorového manipulátoru se třemi stupni volnosti.
8. Inverzní kinematická úloha prostorového manipulátoru se třemi stupni volnosti, pokračování.
9. Zadání a řešení 7. domácí práce - přímá a inverzní kinematická úloha prostorového manipulátoru se šesti stupni volnosti.
10. Od algoritmu k funkčnímu programu, pracovní návyky programátora, tipy a triky kódování a ladění.
11. Metoda uvolňování, Newton-Eulerovy rovnice.
12. Lagrangeovy rovnice smíšeného typu.
13. Individuální předvedení praktické úlohy a odevzdání zprávy cvičícímu, zápočet.

Pro Vaši práci jsou vyhrazeny počítače v laboratoři E-131 doplněné o robota Bosch a roboty CRS. Je nutné si rezervovat předem hodiny na práci. Kontaktni hodiny probíhají v učebně E-132.

V rámci předmětu se požaduje samostatná práce.

O plagiátorství podrobněji

Je dovoleno užívat různé knihovny, které implementují standardní algoritmy. V takovém případě je třeba ve zprávě citovat, co jste použili. Není dovoleno používat práce Vašich kolegů či předchůdců.

Každý tvůrce je odpovědný za to, že se jeho dílo nedostane do rukou dalším kolegům. V případě odevzdání shodných prací se penalizují všichni dotčení studenti, tedy i ti, kteří dali dílo k dispozici. Tato definice plagiátorství nijak nezužuje obvyklé zvyklosti na této univerzitě, a proto mohou být obvyklým způsobem trestány i jiné formy porušování studijních předpisů a zvyklostí.

Zadání Ikebana praktické úlohy pro robot CRS pro předmět B3B33ROB.
Zadání Elipsa praktické úlohy pro robot Bosch pro předmět B3B33ROB.

1. Analyzujte popsaný problém.
2. Nalezněte postup, který povede k řešení problému.
3. Popište principy, které použijete k řešení problému.
4. Postup implementujte a vyzkoušejte.
5. Odvoďte, za jakých podmínek bude Vaše řešení fungovat.
6. Vyhotovte zprávu o úloze, ve které zdokumentujete všechny kroky, zhodnoťte výsledky.

Zpráva by měla obsahovat minimálně následující informace:

1. Název práce, jména řešitelů, datum.
2. Stručný popis řešeného problému.
3. Rozbor problému, návrh postupu řešení, očekávaná funkčnost sytému (specifikace).
4. Změny specifikace, ke kterým došlo v průběhu řešení.
5. Řešení problému, matematický popis, algoritmy.
6. Implementace (nezacházet do detailů).
7. Experimentální výsledky.
8. Diskuse výsledků, co by bylo vhodné na Vaší práci zlepšit, kdyby bylo více času a prostředků.
9. Doporučení pro příští cvičení. Navrhněte, co by bylo vhodné zlepšit na cvičeních ze strany cvičících (úlohu, materiální vybavení, dokumentaci,…).
10. Přílohy (jsou-li nutné).

Zpráva ani specifikace by neměly obsahovat věcné ani gramatické chyby. Měly by být formulovány jasně a jednoznačně. Formální matematické zápisy by měly být ve formě používané v matematických knihách, ne ve formě programátorského pseudokódu.

Jak napsat správně zprávu

• Zprávu a programy nahrajte do odevzdávacího systému.
• V zápočtovém týdnu vypíšeme rezervační systém na předávání zpráv. Před a po zápočtovém týdnu pošlete minimálně 48 hodin předem email cvičícímu, ve kterém navrhnete Vám vyhovující termíny odevzdání. Jeden ze cvičících odpoví, jestli mu některý z navržených termínů vyhovuje a upřesní čas.
• Zpráva může být vysázena v libovolném nástroji, který umí sázet také matematiku, kterou zpráva jistě bude obsahovat.
• Zpráva a demonstrace řešení se předvádí najednou.
• Zpráva i implementace může být vrácena na přepracování, pokud obsahuje vážné nedostatky.
• Zpráva se považuje za odevzdanou, pokud je převzata cvičícím (s poznačeným datem odevzdání).
• Při odevzdávání musí být přítomni všichni řešitelé.

Počítačové konto na Karlově náměstí, heslo si nastavíte zde (Odkaz “Nastaveni heslo pro Novell”).

Psaní a odlaďování programů

• Univerzitní licence matlabu: https://download.cvut.cz Další informace jsou na stránce ČVUT.
• Stručný úvod do matlabu s ukázkami: Úvod-1 (M-File), Úvod-2 (M-File) a funkce hilbert.
• Robotický toolbox

BlueBot knihovna, návod k použití.

Pro načtení hodnoty výstupu snímače lze použít funkce bbreaddigi(robot, index). Výstup snímače je namapován na sedmý bit počítáno od 0, v MATLABu tedy pod indexem 8.

Robot CRS

Robot Bosch SR 450

Vladimír Smutný sedí v místnosti B-608 (budova B CIIRC, ulice Jugoslávských partyzánů v Dejvicích), telefon 7280, vladimir.smutny@cvut.cz,
Pavel Krsek sedí v místnosti B-608 (budova B CIIRC, ulice Jugoslávských partyzánů v Dejvicích), telefon 4194, pavel.krsek@cvut.cz,
Vladimír Kubelka sedí v místnosti B-608 (budova B CIIRC, ulice Jugoslávských partyzánů v Dejvicích), vladimir.kubelka@cvut.cz.
Jan Vitner sedí v místnosti B-602 (budova B CIIRC, ulice Jugoslávských partyzánů v Dejvicích),telefon 4154, jan.vitner@cvut.cz.