ZUT - Krajowe Ramy Kwalifikacji / Rok 2013/2014 / 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 inżynier
Obszary studiów	nauk technicznych, studiów inżynierskich
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	Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	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	Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	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-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-P-1, T-P-2, T-P-3	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-L-1	Wprowadzenie do laboratorium systemów sensorycznych w robotyce. Omówienie narzędzi niezbędnych do przeprowadzenia ćwiczeń.
	T-L-2	Integracja skanera laserowego ze środowiskiem symulacyjnym cz.I.
	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.
	T-P-1	Implementacja wizyjnego systemu pozycjonowania dla robotów mobilnych.
	T-P-2	Integracja systemu wizyjnego z manipulatorem przemysłowym.
	T-P-3	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