Lenka Mudrich
Team Lead of Underwater Robotics Development
Jacobs
Registrací na kurz získáš toolkit robota a hlavní programovací jednotku v celkové hodnotě 3 000 CZK.
Budoucnost patří mobilním robotům, kteří nahrazují velké mechanické ruce ve výrobě. Nauč se je s námi sestavit a naprogramovat.
Sestavíš model autonomního robota, který se umí koordinovat a pohybovat požadovanou rychlostí, indikovat změny, rozhodovat se a adaptovat na dopravní situace.
Naučíš se techniky regulace a automatizace, modelování v CAD pro design robota, programovat v MicroPythonu a zjistíš, jak správně integrovat senzory a motory do robota.
Start kurzu
1. 8. 2024
Kurzem tě provede
—> Úvod, představení a očekávání
—> Oblasti, ve kterých se používají roboti
—> Co je a není robot?
—> Jak moc je robot chytrý aneb co je to autonomie?
—> Robotika vs. umělá inteligence
—> Stavební kameny robotiky
—> Představení finálového projektu
Praktické cvičení: Instalace programu CAD.
Výstupy z lekce: Znám oblasti lidského života, ve kterých se používá robotika. Vím, co to je autonomie a jaké úrovně se rozeznávají. Umím rozlišit roboty ovládané na dálku od těch autonomních a vím, jak robotika souvisí s AI.
—> Typy robotů
—> Přehled typů podvozků pro mobilní roboty pohybující se po rovině
—> Výhody a nevýhody podvozků
—> Možnosti, jak postavit kostru robota
—> Výhody a nevýhody koster
—> Úvod do modelace CAD
—> Modelace základních tvarů
Praktické cvičení: Stavba robota.
Výstupy z lekce: Znám typy podvozků pro mobilní roboty, jejich výhody a nevýhody. Vyznám se v možnostech, jak postavit kostru robota, a vím, co je to CAD a k čemu je dobrý. Umím nakreslit základní tvary v CAD.
—> Jaké nedostatky má stavebnice robota
—> Modelování v CAD
—> Typy motorů/serv a jak fungují
—> Převody
Praktické cvičení: Modelace dalších částí, které by se na robotu mohly vylepšit.
Výstupy z lekce: Umím navrhnout komponentu robota vyrobenou z plexiskla a vyjmenovat druhy motorů a jejich základní principy. Rozumím, jak fungují převody a k čemu se hodí.
—> Úvod do programování
—> Úvod do MicroPython
—> Robotický Hello world – rozsvícení LED
—> Úvod do programů pro správu a zálohování programů – GIT
Praktické cvičení: Rozšíření funkce tak, aby měla druhý parametr. Ověření kontroly všech 4 LED na robotovi.
Výstupy z lekce: Rozumím základním termínům z programování, jako je funkce, parametr, proměnná, a umím napsat jednoduchý kód v Micropython. Rozumím, proč je nástroj jako Git užitečný pro správu kódu, a umím nahrát kód na GitHub.
—> Princip LED
—> Regulace PWM
—> Regulace jasu LED
—> Opakování motorů
—> Točíme motorem
—> Funkce pro regulaci rychlosti motoru
Praktické cvičení: Rozšíření funkce tak, aby se dalo točit motorem v obou směrech a aby obsahovala vstupní parametr.
Výstupy z lekce: Rozumím principu LED a chápu, co to je regulace PWM a k čemu je dobrá. Umím naprogramovat motor tak, aby se hýbal požadovanou rychlostí.
—> Nastavení rychlosti
—> Senzor: měření otáček
—> Použití senzoru: tachometr
—> Implementace metody na výpočet, kolik kolo ujelo
—> Implementace metody na popojetí o určitou vzdálenost
—> Víme, kolik ujela kola, ale kolik ujel robot?
—> Kinematika diferenciálního podvozku
Praktické cvičení: Implementace funkce na výpočet základní polohy robota a vyzkoušení pohybu.
Výstupy z lekce: Znám senzory pro měření otáček kola a rozumím principu měření otáček. Umím naprogramovat funkci tachometru a rozumím kinematice diferenciálního podvozku.
—> Kinematika podvozku se 4 statickými koly
—> Demonstrace pohybu
—> Kinematika podvozku auta
—> Kinematika typu tank
—> Přehled: výhody a nevýhody
Praktické cvičení: Implementace metody na výpočet: o kolik se musí kola otočit, aby robot vykonal požadovaný pohyb.
Výstupy z lekce: Umím naprogramovat inverzní kinematiku a rozumím kinematice pro další typu podvozků. Chápu, proč se používají převážně roboti s diferenciálním podvozkem.
—> Co se stane, když nastane tření
—> Zpětná vazba: využití informace ze senzoru
—> Základy regulace: P regulátor
—> Implementace P regulátoru
—> Jak vybrat vhodné parametery
Praktické cvičení: Výběr vhodného P parametru a odůvodnění volby.
Výstupy z lekce: Rozumím, co je to zpětná vazba a k čemu je dobrá. Chápu termín P regulace a umím naprogramovat P regulátor.
—> Typy senzorů pro detekci překážek: dotykový, senzor otáček, ultrazvukový, infračervený, radar, laser, kamera
—> Detekce překážky a zastavení
—> Chytrý tempomat: regulátor P
—> Když P regulátor nestačí: PID regulace
—> Výběr vhodných parametrů I a D
Praktické cvičení: Úprava kódu tak, aby robot sledoval překážku rychle, ale bez zákmitů.
Výstupy z lekce: Znám typy senzorů vhodné pro detekci překážek a rozumím principu senzorů. Chápu, proč je potřeba PID regulátor, a umím vybrat vhodné PID parametry.
—> Typy navigace: lokální a globální
—> Lokální navigace: základní algoritmy
—> Carrot-chasing
—> Bug algoritmus
—> Jak funguje servo
—> Jak řídit servo (PWM)
—> Metoda, jak otočit servem o požadovaný úhel
Praktické cvičení: Využití funkce a programování „bug“ algoritmu.
Výstupy z lekce: Rozumím základním algoritmům navigace a umím je naprogramovat. Chápu, jak funguje servo a umím naprogramovat PWM regulaci.
—> Sledování cesty (= jízda po čáře)
—> Voronoi diagramy
—> Grafy viditelnosti
—> Trapezoidal decomposition
Výstupy z lekce: Rozumím základním algoritmům plánování cest a umím naprogramovat voronoi diagram algoritmus.
—> Typy senzorů pro jízdu po čáře: světelný, magnetický, kamera, dotykový
—> P regulátor pro jízdu po čáře
—> Kombinace jízdy po čáře s detekcí překážky
Praktické cvičení: Úprava kódu tak, aby robot jel po černé čáře rychle, ale stabilně.
Výstupy z lekce: Znám senzory pro detekci čáry a vím, v jakých aplikacích je vhodné využít sledování čáry. Umím naprogramovat PID regulátor vhodný k jízdě po čáře a komplexnější chování, které kombinuje několik funkcí.
—> Rozšíření kódu z předchozí hodiny
—> Využití všech 3 senzorů čáry na podvozku
—> Metoda detekuj křižovatku
—> Metoda zatoč
—> Indikace na křižovatce
—> Princip LED
—> PWM regulace pro kontrolu jasu LED
—> Metoda indukuj
Praktické cvičení: Kombinace metod, aby robot indikoval, když bude zatáčet.
Výstupy z lekce: Umím naprogramovat detekci křižovatek a rozumím principu LED. Umím naprogramovat přesný pohyb s využitím zpětné vazby.
—> Navigace: algoritmus potenciálního pole
—> Programování algoritmu
—> Plánování cesty: diskretizace prostoru a occupancy grid
Praktické cvičení: Kombinace příkladu s kódem tak, aby robot přeplánoval, pokud narazí na překážku.
Výstupy z lekce: Rozumím algoritmu potenciálního pole a umím ho naprogramovat. Chápu, kdy se hodí využít plánování cesty na diskretizovaném prostoru.
—> Typy lokalizace: relativní a absolutní
—> Senzory pro lokalizaci: odometrie, laser, kamera, GPS, …
—> Princip relativní lokalizace
—> Relativní lokalizace na mřížce: y, y
Praktické cvičení: Rozšíření programu z hodiny, aby se počítal i aktuální úhel robota.
Výstupy z lekce: Znám senzory pro lokalizaci a jejich principy. Rozumím rozdílu mezi relativní a absolutní lokalizací a umím naprogramovat relativní lokalizaci.
—> Zobecnění principu relativní lokalizace
—> Odometrie
—> Problémy odometrie
Praktické cvičení: Návrh přidání nezávislé odometrie na robota.
Výstupy z lekce: Rozumím odometrii a umím ji naprogramovat. Chápu, jak minimalizovat problémy odometrie.
—> Stavové automaty: co to je a kdy se hodí
—> Programování stavového automatu
—> Behaviour trees: co to je a kdy se hodí
—> Programování behaviour trees
—> Zadání projektu
Výstupy z lekce: Chápu, co to je stavový automat a behaviour tree, a rozumím jejich výhodám a nevýhodám. Umím naprogramovat stavový automat.
—> Napájení: baterky, rozvody, na co si dát pozor
—> Typy sběrnic: USB, sériový port, I2C, ethernet, CAN
—> Komunikace
—> Distribuované systémy
Výstupy z lekce: Chápu základní typy baterií a rozumím vlivu elektromagnetického pole. Znám základní protokoly pro komunikaci a vím, jak se liší komunikace v distribuovaných systémech od těch centralizovaných.
—> Jak začít stavět robota
—> V-model systémového inženýrství
—> Krok 1 systémového inženýrství
—> Standardy, ISO a opakovatelnost
Výstupy z lekce: Chápu, proč je potřeba správně zmapovat požadavky zákazníka, a znám metody, jak zdokumentovat požadavky. Rozumím development cyklu.
—> Přehled elektronických komponent
—> Arduino, Teensy, Raspberry Pi
—> Přehled programování
—> ROS2, OpenCV
—> Přehled mechaniky
—> 3D tisk
Výstupy z lekce: Vím, jak mohu své schopnosti uplatnit a dále rozvíjet.
Vyplň registrační formulář a připoj se k nám!
Náš robot_dreams tým se s tebou spojí co nejdříve,
abys získal*a všechny potřebné detaily o obsahu kurzu a jeho ceně.