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Advanced Topics in Robotics

Advanced Topics in Robotics
Advanced Topics in Robotics

Modulnummer /
Module number

M.048.23020, M.048.92006

Workload (h)

180

Leistungspunkte /
Credits

6

Turnus /
Regular cycle

Wintersemester /
winter semester

Studiensemester /
Semester number

1-3

Dauer (in Sem.) /
Duration (in sem.)

1

Unterrichtssprache /
Teaching Language

Englisch / English

Termine / Dates

Zeit Raum Dozent
V: Di 09:15 - 10:45 P 1 4.17 Mertsching
Ü: Di 11:00 - 12:30 P 1 4.18 Mitarbeiter
Beginn: 10. Okt. 2017
Time Room Teacher
L: Tu 09:15am - 10:45am P 1 4.17 Mertsching
Ex: Tu 11:15am - 12:30pm P 1 4.18 Staff
Start: Oct. 10, 2017

1 Modulstruktur / Module structure

L.048.23020 Advanced Topics in Robotics: 2V + 2Ü (60 h / 120 h / WP / 0)

L.048.92006 Advanced Topics in Robotics: 2L + 2Ex (60 h / 120 h / CE / 0)

2 Wahlmöglichkeiten innerhalb des Moduls / Options within the module

Keine / None

3 Teilnahmevoraussetzungen / Admission requirements

Keine / None

4 Inhalte / Contents

Kurzbeschreibung / Short Description

Die Veranstaltung Advanced Topics in Robotics baut auf dem Kurs Robotics auf. Sie führt die teilnehmenden Studierenden an aktuelle Forschungsfragen im Bereich autonomer und teleoperierter mobiler Roboter zur Lösung interdisziplinärer Probleme heran. Die Herausforderungen für die Entwicklung intelligenter mobiler Systeme werden analysiert und aktuelle Lösungen vorgestellt.

The course Advanced Topics in Robotics is based on the course Robotics. The students are introduced to current research topics in the field of autonomous and teleoperated mobile robots to solve interdisciplinary issues. The challenges encountered in developing intelligent mobile systems are analyzed and current solutions presented.

Inhalt / Contents

  • Architekturen für Robotersysteme
  • Middleware für Hardwareabstraktion
  • Gerätetreiber und Bibliotheken
  • Visualisierung
  • lokale Navigationsverfahren (Kollisionsvermeidung)
  • globale Navigationsverfahren (Wegfindung)
  • Methoden zur Navigation und Selbstlokalisation (SLAM)
  • Grundlagen der Handlungsplanung
  • Ausblick zu Multi-Agenten-Systemen
  • Architectures of robot systems
  • Middleware for hardware abstraction
  • Device drivers and libraries
  • Visualization
  • Local navigation processes (collision avoidance)
  • Global navigation processes (pathfinding)
  • Navigation and self-localization methods (SLAM)
  • Fundamentals of task planning

5 Lernergebnisse und Kompetenzen / Learning outcomes and competences

Fachkompetenz / Domain competence:

Die Studierenden

  • können die grundlegenden Architekturen für mobile Roboter benennen und ihre Eigenschaften analysieren,
  • beherrschen die grundlegenden Methoden für die Navigation und Regelung von mobilen Robotern und
  • können diese selbstständig implementieren, testen und anwenden.

The students

  • are able to name and analyze the basic robot architectures for mobile robots,
  • have a good command of the methods for the navigation and control of mobile robots and
  • are able to implement, test and apply them.

Fachübergreifende Kompetenzen / Key qualifications:

Die Studierenden beherrschen die Grundlagen der Programmierung in C.

The students have a good command of programming in the C language

6 Prüfungsleistung / Assessments

Modulabschlussprüfung / Final modul exam

Klausur oder mündliche Prüfung / 120-180 min oder 30-45 min / 100%

Written or Oral Examination / 120-180 min or 30-45 min / 100%

7 Studienleistung, qualifizierte Teilnahme / Study achievment

Keine / None

8 Voraussetzungen für die Teilnahme an Prüfungen / Prerequisites for participation in examinations

Keine / None

9 Voraussetzungen für die Vergabe von Credits / Prerequisites for assigning credits

Die Vergabe der Leistungspunkte erfolgt, wenn die Modulabschlussprüfung (MAP) bestanden ist.

The credit points are awarded after the module examination (MAP) was passed.

10 Gewichtung für Gesamtnote / Weighing for overall grade

Das Modul wird mit der Anzahl seiner Credits gewichtet (Faktor 1).

The module is weighted according to the number of credits (factor 1).

11 Verwendung in Studiengängen / Reuse in degree courses

EMA, WGMAET, CEMA, ESEMA, MA LABKET

EMA, WGMAET, CEMA, ESEMA, MA LABKET

12 Modulbeauftragte(r) / Module coordinator

Mertsching, Bärbel, Prof. Dr.-Ing.

13 Sonstige Hinweise / Other notes

Modulseite / Module Homepage

http://getwww.uni-paderborn.de/teaching/atir

Methodische Umsetzung / Implementation

  • Die theoretischen und methodischen Grundlagen werden zunächst im Rahmen einer Vorlesung eingeführt.
  • Eine Einübung der präsentierten Methoden erfolgt danach im Übungsteil.
  • Abschließend werden einfache Algorithmen von den TeilnehmerInnen implementiert, getestet und angewendet.
  • Im Praktikumsteil werden die notwendigen Programmierkenntnisse vermittelt, er ist aber ausdrücklich nicht als Programmierkurs gedacht.
  • The theoretical and methodical fundamentals will be introduced during the lecture.
  • The methods presented will be practiced during the subsequent exercise / lab part.
  • Finally, the participants will implement, test, and apply simple algorithms.
  • The necessary programming skills will be taught during the practical, this is explicitly not considered a programming course.

Lernmaterialien, Literaturangaben / Teaching Material, Literature

Bereitstellung eines Skripts; Hinweise auf Lehrbücher aus der Lehrbuchsammlung werden noch bekannt gegeben.

Allocation of lecture notes; information on textbooks stocked in the textbook collection will be announced later.

  • Mertsching, Bärbel: Robotics (lecture notes)
  • McKerrow, Phillip J.: Introduction to Robotics. Addison-Wesley, 1991
  • Siegwart, Roland; Nourbakhsh, Illah R. and Scaramuzza, David: Introduction to Autonomous Mobile Robots. The MIT Press, 2011, ISBN-13: 978-0262015356