Disciplina de Programação de Robôs Móveis SSC-0712

Transcrição

1 USP - ICMC - SSC LRM (Lab. de Robótica Móvel) SSC 0712 (PRM) - 1o. Semestre 2015 Disciplina de SSC Fev Prof. Fernando Santos Osório fosorio [at] { icmc. usp. br, gmail. com } Estagiários PAE: Rafael Berri e Diogo Correa(LRM) Web: Wiki ICMC: ou Aula 01

2 Aula 01 - Introdução Agenda: 1. Objetivos da Disciplina 2. Programa e Conteúdos 3. Material de Apoio 4. Bibliografia 5. Avaliação 5.1 Trabalhos e Provas 5.2 Critérios de Avaliação 6. : Introdução 2 Fev. 2015

3 1. Objetivos da Disciplina Objetivos Introduzir conceitos básicos sobre hardware e software de robôs móveis (RM). Familiarizar o aluno com os sensores e atuadores mais comuns utilizados na robótica móvel. Estudo de arquiteturas e softwares de controle de RM. Implementação em laboratório de algoritmos de navegação para a solução de problemas clássicos da robótica móvel. Programa - Descrição e análise de características dos sensores e atuadores mais utilizados na área de robótica móvel; - Estudo das arquiteturas de robôs móveis; - Estudo de algoritmos de navegação e de cooperação de robôs móveis; - Estudo e utilização da ferramenta Player/Stage para o controle de robôs; - Desenvolvimento de projetos em laboratório utilizando simuladores de robôs móveis na solução de problemas. 3 Fev

4 2. Programa e Conteúdos Cronograma de Aulas AULA DATA Tópicos de Aula A01-23/02 - Apresentação Disciplina. Introdução: (PRM). A02-02/03 Robôs Móveis: Sensores, Atuadores, Plataformas Robóticas. Ferramentas. A03-09/03 Robôs Móveis: Sensores, Atuadores, Plataformas Robóticas. Ferramentas. A04-16/03 Robôs Móveis: Ferramentas de Simulação e de Controle de Robôs. A05-23/03 Laboratório de : Práticas. *** - 30/03 - SEM AULA: Semana Santa (30/03 Seg. a 04/04 Sex.) [05/04: Páscoa] A06-06/04 Laboratório de : Práticas. A07-13/04 - Laboratório de : Práticas. *** - 20/04 - SEM AULA: Tiradentes (20/04 Seg. e 21/04 Ter. Sem Aulas) A08-27/04 - Check-Point: Entrega dos Trabalhos (CP). A09-04/05 Laboratório de : Práticas. A10-11/05 Laboratório de : Práticas. A11-18/05 - Laboratório de : Práticas. A12-25/05 - Laboratório de : Práticas. A13-01/06 - Laboratório de : Práticas. A14-08/06 - Laboratório de : Práticas. A15 15/06 - Apresentação de Trabalhos Finais: Desafio Robótico A16-22/06 - Reservada: apresentação de Trabalhos Finais 4 Fev *** - 04/07 - Final do Semestre (Sábado)

5 3. Material de Apoio Material de Apoio Material on-line: WebPage do Professor - Wiki ICMC - (CoTeia Wiki) Facebook Grupo: SSC0712-Fosorio Informações Complementares e Atualizadas: > Consulte REGULARMENTE > o material disponível no Wiki ICMC 5 Fev Veja a seção "Material de Aulas" Veja também a seção "Material Complementar" Disponíveis no Wiki ICMC

6 3. Material de Apoio Material de Apoio WIKI ICMC 6 Fev. 2014

7 3. Material de Apoio WIKI do ICMC 7 Fev. 2014

8 3. Material de Apoio Material de Apoio LRM, LCR, Grupo SEER, Proj. SENA SBC - JAI 2005, JAI 2009, CLEI 2010 INCT-SEC - Instituto Nac. de C&T Sistemas Embarcados Críticos 8 Fev. 2014

9 4. Bibliografia Bibliografia Bibliografia Básica: - Dudek, Gregory & Michael Jenkin. Computacional Principles of Mobile Robotics. Cambridge Press, Mataric, Maja J. The Robotics Primer. MIT Press, Bekey, George A. Autonomous Robots: From Biological Inspiration to Implementation and Control. The MIT Press: Cambrigde, London. 563p (2005). - Romero, R; Osório, F.; Prestes, E.; Wolf, D. Robótica Móvel. LTC Editora (2014). Bibliografia Complementar: 9 Fev Arkin, Ronald C. Behavior-based robotics. Cambridge, Mass. : MIT Press, c Thrun, Sebastian; Wolfram Burgard; Dieter Fox. Probabilistic robotics. Cambridge, Mass. : MIT Press, c Bräunl, Thomas. Embedded robotics : mobile robot design and applications with embedded systems. Berlin; New York : Springer, c Jones, Joseph L.; Bruce A. Seiger; Anita M. Flynn. Mobile robots : inspiration to implementation. Natick, Mass. : A.K. Peters, c Siegwart, Roland & Illah R. Nourbakhsh. Introduction to autonomous mobile robots. Cambridge, Mass. : MIT Press, 2004

10 4. Bibliografia Bibliografia Bibliografia... - Manuais: Player-Stage-Gazebo, ROS, OpenCV, SFML, e outros.. - Pio, J. L. de Souza e Campos, M. F. M. (2003). Navegação Robótica. XXII Congresso da SBC. Anais JAI 03. Campinas, SP. - Medeiros, Adelardo A.D. (1998). A Survey of Control Architectures for Autonomous Mobile Robots. JBCS - Journal of the Brazilian Computer Society, Special issue on Robotics. v.4, n.3. - Latombe, J. (1991). Robot Motion Planning. Kluwer Academic Publisher, Boston, MA. + Referências de I.A. (A.I. and Machine Learning): - Mitchell, T. M. Machine learning. New York: McGraw-Hill - Computer Science, p. - Haykin, Simon. Neural Networks: A Comprehensive Foundation. Prentice-Hall. 2nd Ed p. (Tradução: Neural Network: Princípios e Prática. Bookman, 2001). - Rezende, Solange Oliveira. Sistemas Inteligentes: Fundamentos e Aplicações. Manole Editora p. - Mitchell, Melanie. An introduction to genetic algorithms. MIT Press, p. + Referências: - SBC JAI 2005, SBC JAI 2009, CLEI 2010, Web: Artigos, Teses Fev. 2014

11 4. Bibliografia Referências LRM - LRM Publicações (Wiki) - PROJETO CARINA - CURSO JAI CURSO JAI [ usp / guest ] Tutoriais SBIA 2010, CLEI 2010 INCT SEC CRob/SC-USP HomePage do Prof. : 11 Fev Simuladores: Player-Stage Gazebo / ROS, MORSE Microsoft Robotic Studio VREP & MORSE Simulators Robôs Móveis: Erratic, Pioneer, SRV1, LRMino Sensores: Laser Hokuyo, Kinect, Cameras

12 5. Avaliação Trabalhos e Provas Trabalhos Práticos: CP e TF Avaliação da Disciplina SSC-712: CP Check-Point: Desenvolvimentos e Resultados Apresentação do andamento sobre uma aplicação de Robótica Móvel Trabalho Individual TF - Trabalho FINAL em Grupo (Prática) Controle de Robôs Móveis: Implementação, Algoritmos, Simulação+Robô Real Trabalho em Grupo (em duplas) SUB- Avaliação por Trabalhos Práticos (não tem SUB) 12 Fev. 2014

13 5. Avaliação Critérios de Avaliação da Disciplina SSC-712 Requisitos para Aprovação: - Freqüência mínima: 70% - Média Final da Avaliação (MF) >= 5.0 Pesos: 30% Trab.1 check-point (CP/TR) + 70% Trabalho Final (TF) Nota mínima: 5.0 em cada uma das 2 avaliações Média Final: SE TR >= 5.0 e TF >= 5.0 ENTÃO MF = 30% TR +70% TF SENÃO MF = Min{TR,TF} /* Precisa alcançar 5.0 em cada uma das 2 notas! */ 13 SE MF >= 5.0 ENTÃO "Aprovado" SENÃO SE MF >= 3.0 ENTÃO "Recuperação [ Procedimento de Recuperação: a ser definido posteriormente] SENÃO"Reprovado" Fev. 2014

14 5. Avaliação Robôs Móveis Autônomos Critérios de Avaliação da Disciplina SSC-712 Requisitos para Aprovação: - Freqüência mínima: 70% - Média Final da Avaliação (MF) >= 5.0 Pesos: 30% Trab.1 check-point (CP/TR) + 70% Trabalho Final (TF) Nota mínima: 5.0 em cada uma das 2 avaliações Média Final: SE TR >= 5.0 e TF >= 5.0 ENTÃO MF = 30% TR +70% TF SENÃO MF = Min{TR,TF} /* Precisa alcançar 5.0 em cada uma das 2 notas! */ 14 SE MF >= 5.0 ENTÃO "Aprovado" SENÃO SE MF >= 3.0 ENTÃO "Recuperação [ Procedimento de Recuperação: a ser definido posteriormente] SENÃO"Reprovado" Fev. 2014

15 6. Robôs Móveis Autônomos Scientific American - January 2007 A Robot in Every Home The leader of the PC revolution predicts that the next hot field will be robotics By Bill Gates Imagine being present at the birth of a new industry. It is an industry based on groundbreaking new technologies, wherein a handful of well-established corporations sell highly specialized devices for business use and a fast-growing number of start-up companies produce innovative toys, gadgets for hobbyists and other interesting niche products. But it is also a highly fragmented industry with few common standards or platforms. Projects are complex, progress is slow, and practical applications are relatively rare. In fact, for all the excitement and promise, no one can say with any certainty when--or even if--this industry will achieve critical mass. If it does, though, it may well change the world. 15 Fev Of course, the paragraph above could be a description of the computer industry during the mid-1970s, around the time that Paul Allen and I launched Microsoft.

16 6. 16

17 Software SBIA 2010 # 17

21 Software MORSE SBIA 2010 # 21

22 Prof. Fernando Osório Laboratório de Robótica Móvel ICMC/USP Equipe do LRM Robôs Terrestres Professores: Denis Wolf, Fernando Osório Colaboradores : Valdir Grassi Jr. e Kalinka Castelo Branco Alunos: Doutorandos: G.Pessin, L.Fernandes, M.Dias, D.Haberman, D.Sales, D. Correa, V.Carvalho, Carlos Massafera, A.Hernández, J.Souza, P.Shinzato, A.Hata, F. de Alencar, C.Mendes Mestrandos: L.Christino, L. Rosero, V. Utino, R.Klaser, L.Couto A.Toshio, D.Ridel, M.Oliveira, T.Santos Iniciação Científica, Iniciação Tecnológica, Pré-Iniciação Científica, TCCs Programas de Bolsas USP (Tutoria, PRG, PREx) [20 alunos] 22

23 Prof. Fernando Osório Laboratório de Robótica Móvel ICMC/USP YouTube LRM: 23

24 EESC & ICMC Integrados 24

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26 Robôs Móveis Autônomos: na prática... LRM Lab. de Robótica Móvel do ICMC/USP INCT-SEC Instituto Nacional de Sistemas Embarcados Críticos CRob-SC/USP Centro de Robótica de São Carlos 26

27 CaRINA II Carro Robótico Inteligente para Navegação Autônoma Veículo Autônomo LRM/ICMC-USP 27

28 INFORMAÇÕES SOBRE A DISCIPLINA USP - Universidade de São Paulo - São Carlos, SP ICMC - Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação SSC - Departamento de Sistemas de Computação Prof. Fernando Santos OSÓRIO - Laboratório LRM PAE Rafael Berri & Diogo Correa - Doutorandos do LRM / ICMC Web institucional: Página pessoal: fosorio [at] { icmc.usp.br, gmail.com } 28 Disciplina de Web Disciplinas: Wiki ICMC: > Programa, Material de Aulas, Critérios de Avaliação, > Material de Apoio, Trabalhos Práticos Fev. 2015