inf307 - Robotik (Vollständige Modulbeschreibung)

Die Studierenden

• verfügen über Kenntnisse der Funktionsweise und Anwendungsgebiete von Robotersystemen
• verstehen die Grundkonzepte der Programmierung von Robotersystemen,
• verstehen das Zusammenwirken mechanischer, elektrischer und softwaretechnischer Komponenten in einem Robotersystem.

Sie sind in der Lage

• Eigenschaften und Komponenten für Robotersysteme für eine spezifische Anwendung zu definieren,
• Teilmodule von Robotersteuerungen zu entwerfen und zu implementieren,
• Einfache Reglerstrukturen zu entwerfen und zu parametrisieren.

Absolventen des Moduls haben die Kompetenz

• Den Einsatz von Robotersystemen zu planen und Anforderungen an das System abzuleiten,
• Modelle elektro-mechanischer Systeme zu erstellen,
• Einfache Robotersysteme selbst zu entwerfen und zu realisieren.

Das Modul vermittelt die folgenden Inhalte:

• Integration in Produktionsanlagen / Ziele / Teilsysteme
• Architekturen / Typisierungen (Typisierung von Robotern);
• Komponenten eines Roboters + Rechnersystems zur Programmierung
  • Beispiel PA-10
  • Beispiel Lego Mindstorms
• Grundlagen der Kinematik
  • Koordinatentransformationen, homogene Koordinaten, Parametrisierung von Koordinatenübergängen,
  • Kinematische Gleichungssysteme, Transformation von Vektoren
• Kinematik
  • Gelenkarten/Räder, TCP
  • Denavit-Hartenberg-Regeln
  • Vorwärtsrechnung
  • Rückwärtsrechnung
• Sensorik
  • Allgemeine Eigenschaften von Sensoren, Kenngrößen,
  • Einfache optische Positionssensoren,
  • Induktive, kapazitive und Ultraschall-Schalter
  • Abstandssensoren (Laserscanner, Triangulationssensoren)
  • Kraftsensorik
  • Sensordatenaufbereitung
• Planung / Regelung
  • Ansatz der Regelung, Begriffe, Prozess- und Reglerfunktionen, PID-Regler,
  • Konzepte und Ansätze zur Planung (On-Line, Off-Line), Planungsverfahren, Montage- und Wegeplanung
• Aktoren

essentiell:
Skript zur Vorlesung

empfohlen:
Lüth, T.: Technische Multi-Agenten-Syteme. Hanser-Verlag, 1998.
Siegert, H.-J.; Bocionek, S.: Programmierung intelligenter Roboter. Springer Verlag, 1996.
Craig, J.J.: Introduction to Robotics: Mechanics and Control. Prentice Hall, 1989.
Juckenack, D.: Handbuch der Sensortechnik: Messen mechanischer Größen. Verlag moderne Industrie, Landsberg/Lech, 1989.
Jiang, X.; Bunke, H.: Dreidimensionales Computersehen (Gewinnung und Analyse von Tiefenbildern), Springer Verlag, 1997.

gute Sekundärliteratur:
Hommel, G.; Heiß, H.: Roboterkinematik. Bericht 1990-15 an der TU-Berlin.
Muir, P.F.; Neuman, C.P.: Kinematic Modeling of Wheeled Mobile Robots. Journal of Robotic Sytemes, 4(2) 281-340, 1987.

Termine für mündliche Prüfungen oder Klausur werden im Juni/Juli und September nach Absprache vergeben. Prüfungsdauer ist 20 bzw. 120 Minuten.

Semesterbegleitende fachpraktische Übungen, Ausarbeitung und Abschlussklausur oder mündliche Prüfung