ZUT - Krajowe Ramy Kwalifikacji / Rok 2012/2013 / Wydział Elektryczny / Automatyka i robotyka (N2) / Sylabus przedmiotu

Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (N2)

Sylabus przedmiotu Systemy sensoryczne w robotyce:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Automatyka i robotyka
Forma studiów	studia niestacjonarne	Poziom	drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	magister
Obszary studiów	nauk technicznych
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Systemy sensoryczne w robotyce
Specjalność	Sterowanie w układach robotycznych
Jednostka prowadząca	Katedra Automatyki Przemysłowej i Robotyki
Nauczyciel odpowiedzialny	Rafał Osypiuk <Rafal.Osypiuk@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane)	3,0	ECTS (formy)	3,0
Forma zaliczenia	egzamin	Język	polski
Blok obieralny	—	Grupa obieralna	—

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
laboratoria	L	3	10	1,0	0,25	zaliczenie
projekty	P	3	5	1,0	0,33	zaliczenie
wykłady	W	3	10	1,0	0,42	egzamin

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Podstawowa wiedza z metrologii przemysłowej.
W-2	Znajomość podstaw robotyki w zakresie budowy systemów sterowania.
W-3	Podstawy informatyki i programowania obiektowego.

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Zapoznanie studentów z czujnikami oraz systemami sensorycznymi stosowanymi w robotyce przemysłowej i mobilnej.
C-2	Wykształcenie u studentów umiejętności integracji złożonych czujników z układami sterowania robotów.
C-3	Zapoznanie studentów z metodami obróbki obrazu i sposobach ich wykorzystania w robotyce.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
laboratoria
T-L-1	Wprowadzenie do laboratorium systemów sensorycznych w robotyce. Omówienie narzędzi niezbędnych do przeprowadzenia ćwiczeń.	1
T-L-2	Integracja skanera laserowego ze środowiskiem symulacyjnym cz.I.	1
T-L-3	Integracja skanera laserowego ze środowiskiem symulacyjnym cz.II.	1
T-L-4	Obsługa kamery za pomocą własnej aplikacji.	2
T-L-5	Algorytm kalibracji kamery.	1
T-L-6	Implementacja prostych metod obróbki obrazu.	2
T-L-7	Wizyjny system identyfikacji położenia obiektów.	1
T-L-8	Zaliczenie formy zajęć.	1
		10
projekty
T-P-1	Implementacja wizyjnego systemu pozycjonowania dla robotów mobilnych.	2
T-P-2	Integracja systemu wizyjnego z manipulatorem przemysłowym.	2
T-P-3	Zaliczenie formy zajęć.	1
		5
wykłady
T-W-1	Wprowadzenie do zagadnień interakcji robota z otoczeniem. Ogólny przegląd czujników i systemów sensorycznych stosowanych w robotyce.	1
T-W-2	Bezdotykowe i dotykowe czujniki przemieszczenia liniowego i kątowego.	2
T-W-3	Czujniki sił i momentów. Zmysł dotyku w robotyce i problemy jego realizacji praktycznej.	2
T-W-4	Czujniki i metody dla pozycjonowania robotów mobilnych.	2
T-W-5	Sprzężenie wizyjne. Aktualne systemy komercyjne oraz sposoby tworzenia rozwiązań własnych.	2
T-W-6	Metody integracji czujników z architekturą sterowania robota.	1
		10

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
laboratoria
A-L-1	uczestnictwo w zajęciach	10
A-L-2	sporządzenie sprawozdań	10
A-L-3	przygotowanie do zaliczenia zajęć laboratoryjnych	10
		30
projekty
A-P-1	uczestnictwo w zajęciach	5
A-P-2	praca poza godzinami zajęć	25
		30
wykłady
A-W-1	uczestnictwo w zajęciach	10
A-W-2	studiowanie literatury	10
A-W-3	przygotowanie do egzaminu	10
		30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	Wykład informacyjny
M-2	Wykład problemowy
M-3	Ćwiczenia realizowane za pomocą środowiska programistycznego oraz rzeczywistych systemów sensorycznych.
M-4	Zajęcia projektowe realizowane w laboratorium robotyki na rzeczywistych urządzeniach.

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na zakończenie wykładów na podstawie pracy pisemnej i rozmowy ze studentem.
S-2	Ocena formująca: Ocena wystawiana za złożenie sprawozdań po każdym cyklu ćwiczeń laboratoryjnych.
S-3	Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana po zakończeniu ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie ocen cząstkowych oraz zaangażowania pracy studenta w realizację wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych.
S-4	Ocena formująca: Ocena wystawiana za złożenie sprawozdań po każdym cyklu zajęć projektowych.
S-5	Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana po zakończeniu zajęć projektowych na podstawie ocen cząstkowych oraz zaangażowania pracy studenta.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
AR_2A_C23_W01 Student zna zasadę działania prostych czujników oraz sposoby ich integracji z robotem przemysłowym lub mobilnym.	AR_2A_W06, AR_2A_W08	T2A_W02, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W05	C-1, C-3	T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6	M-1, M-2, M-3, M-4	S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
AR_2A_C23_U01 Student potrafi zintegrować prosty czujnik z własną aplikacją, napisaną w dowolnym języku programowania.	AR_2A_U10, AR_2A_U13	T2A_U08, T2A_U12, T2A_U17, T2A_U18, T2A_U19	C-2	T-P-1, T-L-1, T-P-2, T-L-2, T-P-3, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8	M-3, M-4	S-2, S-3, S-4, S-5

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
AR_2A_C23_W01 Student zna zasadę działania prostych czujników oraz sposoby ich integracji z robotem przemysłowym lub mobilnym.	2,0
	3,0	Student zna zasadę działania prostych czujników oraz sposoby ich integracji z robotem przemysłowym lub mobilnym.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
AR_2A_C23_U01 Student potrafi zintegrować prosty czujnik z własną aplikacją, napisaną w dowolnym języku programowania.	2,0
	3,0	Student potrafi zintegrować prosty czujnik z własną aplikacją, napisaną w dowolnym języku programowania.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Literatura podstawowa

Bradski G., Kaehler A., Learning OpenCV: Computer Vision with the OpenCV Library, O'Reilly Media, 2008, 1st Edition
Gan Z., Tang Q., Visual Sensing and its Applications: Integration of Laser Sensors to Industrial Robots, Springer, 2011, 1st Edition
Castellanos J. A., Tardós J. D., Mobile Robot Localization and Map Building - A Multisensor Fusion Approach, Springer, 2000, 1st Edition
Bose P., Modern Inertial Sensors and Systems, Prentice-Hall, 2008

Literatura dodatkowa

Microsoft, Windows Driver Model (WDM), MSDN, Internet, 2012
SICK, SICK – Safety laser scanners, Internet, 2011

Treści programowe - laboratoria

KOD	Treść programowa	Godziny
T-L-1	Wprowadzenie do laboratorium systemów sensorycznych w robotyce. Omówienie narzędzi niezbędnych do przeprowadzenia ćwiczeń.	1
T-L-2	Integracja skanera laserowego ze środowiskiem symulacyjnym cz.I.	1
T-L-3	Integracja skanera laserowego ze środowiskiem symulacyjnym cz.II.	1
T-L-4	Obsługa kamery za pomocą własnej aplikacji.	2
T-L-5	Algorytm kalibracji kamery.	1
T-L-6	Implementacja prostych metod obróbki obrazu.	2
T-L-7	Wizyjny system identyfikacji położenia obiektów.	1
T-L-8	Zaliczenie formy zajęć.	1
		10

Treści programowe - projekty

KOD	Treść programowa	Godziny
T-P-1	Implementacja wizyjnego systemu pozycjonowania dla robotów mobilnych.	2
T-P-2	Integracja systemu wizyjnego z manipulatorem przemysłowym.	2
T-P-3	Zaliczenie formy zajęć.	1
		5

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Wprowadzenie do zagadnień interakcji robota z otoczeniem. Ogólny przegląd czujników i systemów sensorycznych stosowanych w robotyce.	1
T-W-2	Bezdotykowe i dotykowe czujniki przemieszczenia liniowego i kątowego.	2
T-W-3	Czujniki sił i momentów. Zmysł dotyku w robotyce i problemy jego realizacji praktycznej.	2
T-W-4	Czujniki i metody dla pozycjonowania robotów mobilnych.	2
T-W-5	Sprzężenie wizyjne. Aktualne systemy komercyjne oraz sposoby tworzenia rozwiązań własnych.	2
T-W-6	Metody integracji czujników z architekturą sterowania robota.	1
		10

Formy aktywności - laboratoria

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-L-1	uczestnictwo w zajęciach	10
A-L-2	sporządzenie sprawozdań	10
A-L-3	przygotowanie do zaliczenia zajęć laboratoryjnych	10
		30

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - projekty

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-P-1	uczestnictwo w zajęciach	5
A-P-2	praca poza godzinami zajęć	25
		30

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	uczestnictwo w zajęciach	10
A-W-2	studiowanie literatury	10
A-W-3	przygotowanie do egzaminu	10
		30

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	AR_2A_C23_W01	Student zna zasadę działania prostych czujników oraz sposoby ich integracji z robotem przemysłowym lub mobilnym.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	AR_2A_W06	Ma ugruntowaną wiedzę o konstrukcji oraz metodach analizy właściwości manipulatorów i robotów mobilnych, zna zaawansowane układy i algorytmy sterowania nimi, zna najnowsze osiągnięcia robotyki.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	AR_2A_W08	Zna zaawansowane przyrządy i systemy pomiarowe, w tym systemy wizyjne.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	T2A_W02	ma szczegółową wiedzę w zakresie kierunków studiów powiązanych ze studiowanym kierunkiem studiów
	T2A_W03	ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
	T2A_W04	ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
	T2A_W05	ma wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych nowych osiągnięciach z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów i pokrewnych dyscyplin naukowych
Cel przedmiotu	C-1	Zapoznanie studentów z czujnikami oraz systemami sensorycznymi stosowanymi w robotyce przemysłowej i mobilnej.
Cel przedmiotu	C-3	Zapoznanie studentów z metodami obróbki obrazu i sposobach ich wykorzystania w robotyce.
Treści programowe	T-W-1	Wprowadzenie do zagadnień interakcji robota z otoczeniem. Ogólny przegląd czujników i systemów sensorycznych stosowanych w robotyce.
	T-W-2	Bezdotykowe i dotykowe czujniki przemieszczenia liniowego i kątowego.
	T-W-3	Czujniki sił i momentów. Zmysł dotyku w robotyce i problemy jego realizacji praktycznej.
	T-W-4	Czujniki i metody dla pozycjonowania robotów mobilnych.
	T-W-5	Sprzężenie wizyjne. Aktualne systemy komercyjne oraz sposoby tworzenia rozwiązań własnych.
	T-W-6	Metody integracji czujników z architekturą sterowania robota.
Metody nauczania	M-1	Wykład informacyjny
	M-2	Wykład problemowy
	M-3	Ćwiczenia realizowane za pomocą środowiska programistycznego oraz rzeczywistych systemów sensorycznych.
	M-4	Zajęcia projektowe realizowane w laboratorium robotyki na rzeczywistych urządzeniach.
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na zakończenie wykładów na podstawie pracy pisemnej i rozmowy ze studentem.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	Student zna zasadę działania prostych czujników oraz sposoby ich integracji z robotem przemysłowym lub mobilnym.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	AR_2A_C23_U01	Student potrafi zintegrować prosty czujnik z własną aplikacją, napisaną w dowolnym języku programowania.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	AR_2A_U10	Potrafi zaprojektować złożony system robotyczny uwzględniając zaawansowaną interakcję robota z otoczeniem
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	AR_2A_U13	Potrafi projektować zaawansowane systemy pomiarowe w tym systemy wizyjne stosowane w automatyce i robotyce.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	T2A_U08	potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
	T2A_U12	potrafi ocenić przydatność i możliwość wykorzystania nowych osiągnięć (technik i technologii) w zakresie studiowanego kierunku studiów
	T2A_U17	potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację złożonych zadań inżynierskich, charakterystycznych dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadań nietypowych, uwzględniając ich aspekty pozatechniczne
	T2A_U18	potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi służących do rozwiązania zadania inżynierskiego, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów, w tym dostrzec ograniczenia tych metod i narzędzi; potrafi - stosując także koncepcyjnie nowe metody - rozwiązywać złożone zadania inżynierskie, charakterystyczne dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadania nietypowe oraz zadania zawierające komponent badawczy
	T2A_U19	potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją, uwzględniającą aspekty pozatechniczne - zaprojektować złożone urządzenie, obiekt, system lub proces, związane z zakresem studiowanego kierunku studiów, oraz zrealizować ten projekt - co najmniej w części - używając właściwych metod, technik i narzędzi, w tym przystosowując do tego celu istniejące lub opracowując nowe narzędzia
Cel przedmiotu	C-2	Wykształcenie u studentów umiejętności integracji złożonych czujników z układami sterowania robotów.
Treści programowe	T-P-1	Implementacja wizyjnego systemu pozycjonowania dla robotów mobilnych.
	T-L-1	Wprowadzenie do laboratorium systemów sensorycznych w robotyce. Omówienie narzędzi niezbędnych do przeprowadzenia ćwiczeń.
	T-P-2	Integracja systemu wizyjnego z manipulatorem przemysłowym.
	T-L-2	Integracja skanera laserowego ze środowiskiem symulacyjnym cz.I.
	T-P-3	Zaliczenie formy zajęć.
	T-L-3	Integracja skanera laserowego ze środowiskiem symulacyjnym cz.II.
	T-L-4	Obsługa kamery za pomocą własnej aplikacji.
	T-L-5	Algorytm kalibracji kamery.
	T-L-6	Implementacja prostych metod obróbki obrazu.
	T-L-7	Wizyjny system identyfikacji położenia obiektów.
	T-L-8	Zaliczenie formy zajęć.
Metody nauczania	M-3	Ćwiczenia realizowane za pomocą środowiska programistycznego oraz rzeczywistych systemów sensorycznych.
Metody nauczania	M-4	Zajęcia projektowe realizowane w laboratorium robotyki na rzeczywistych urządzeniach.
Sposób oceny	S-2	Ocena formująca: Ocena wystawiana za złożenie sprawozdań po każdym cyklu ćwiczeń laboratoryjnych.
	S-3	Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana po zakończeniu ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie ocen cząstkowych oraz zaangażowania pracy studenta w realizację wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych.
	S-4	Ocena formująca: Ocena wystawiana za złożenie sprawozdań po każdym cyklu zajęć projektowych.
	S-5	Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana po zakończeniu zajęć projektowych na podstawie ocen cząstkowych oraz zaangażowania pracy studenta.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	Student potrafi zintegrować prosty czujnik z własną aplikacją, napisaną w dowolnym języku programowania.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0