Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S2)
specjalność: Systemy sterowania procesami przemysłowymi

Sylabus przedmiotu Systemy sensoryczne w robotyce:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Automatyka i robotyka
Forma studiów studia stacjonarne 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 dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW2 15 1,00,34egzamin
laboratoriaL2 15 1,00,33zaliczenie
projektyP2 15 1,00,33zaliczenie

Wymagania wstępne

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

Cele przedmiotu

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

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Wprowadzenie do laboratorium systemów sensorycznych w robotyce. Omówienie narzędzi niezbędnych do przeprowadzenia ćwiczeń.2
T-L-2Integracja skanera laserowego ze środowiskiem symulacyjnym cz.I.2
T-L-3Integracja skanera laserowego ze środowiskiem symulacyjnym cz.II.2
T-L-4Obsługa kamery za pomocą własnej aplikacji.2
T-L-5Algorytm kalibracji kamery.2
T-L-6Implementacja prostych metod obróbki obrazu.2
T-L-7Wizyjny system identyfikacji położenia obiektów.2
T-L-8Zaliczenie formy zajęć.1
15
projekty
T-P-1Implementacja wizyjnego systemu pozycjonowania dla robotów mobilnych.7
T-P-2Integracja systemu wizyjnego z manipulatorem przemysłowym.7
T-P-3Zaliczenie formy zajęć.1
15
wykłady
T-W-1Wprowadzenie do zagadnień interakcji robota z otoczeniem. Ogólny przegląd czujników i systemów sensorycznych stosowanych w robotyce.2
T-W-2Bezdotykowe i dotykowe czujniki przemieszczenia liniowego i kątowego.4
T-W-3Czujniki sił i momentów. Zmysł dotyku w robotyce i problemy jego realizacji praktycznej.2
T-W-4Czujniki i metody dla pozycjonowania robotów mobilnych.2
T-W-5Sprzężenie wizyjne. Aktualne systemy komercyjne oraz sposoby tworzenia rozwiązań własnych.4
T-W-6Metody integracji czujników z architekturą sterowania robota.1
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-L-2Sporządzenie sprawozdań10
A-L-3Przygotowanie do zaliczenia zajęć laboratoryjnych5
30
projekty
A-P-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-P-2Praca poza godzinami zajęć15
30
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Studiowanie literatury10
A-W-3Przygotowanie do egzaminu5
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

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

Sposoby oceny

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

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób 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_W08T2A_W02, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W05C-1, C-3T-W-2, T-W-4, T-W-6, T-W-3, T-W-1, T-W-5M-1, M-2, M-3, M-4S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
AR_2A_C23_U01
Student potrafi zintegrować prosty czujnik z własną aplikacją, napisaną w dowolnym języku programowania.
AR_2A_U10, AR_2A_U13T2A_U08, T2A_U12, T2A_U17, T2A_U18, T2A_U19C-2T-P-3, T-L-6, T-L-4, T-L-1, T-L-8, T-L-7, T-L-2, T-L-5, T-P-2, T-L-3, T-P-1M-4, M-3S-2, S-5, S-4, S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_2A_C23_W01
Student zna zasadę działania prostych czujników oraz sposoby ich integracji z robotem przemysłowym lub mobilnym.
2,0
3,0Student 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 kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_2A_C23_U01
Student potrafi zintegrować prosty czujnik z własną aplikacją, napisaną w dowolnym języku programowania.
2,0
3,0Student potrafi zintegrować prosty czujnik z własną aplikacją, napisaną w dowolnym języku programowania.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

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

Literatura dodatkowa

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

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Wprowadzenie do laboratorium systemów sensorycznych w robotyce. Omówienie narzędzi niezbędnych do przeprowadzenia ćwiczeń.2
T-L-2Integracja skanera laserowego ze środowiskiem symulacyjnym cz.I.2
T-L-3Integracja skanera laserowego ze środowiskiem symulacyjnym cz.II.2
T-L-4Obsługa kamery za pomocą własnej aplikacji.2
T-L-5Algorytm kalibracji kamery.2
T-L-6Implementacja prostych metod obróbki obrazu.2
T-L-7Wizyjny system identyfikacji położenia obiektów.2
T-L-8Zaliczenie formy zajęć.1
15

Treści programowe - projekty

KODTreść programowaGodziny
T-P-1Implementacja wizyjnego systemu pozycjonowania dla robotów mobilnych.7
T-P-2Integracja systemu wizyjnego z manipulatorem przemysłowym.7
T-P-3Zaliczenie formy zajęć.1
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Wprowadzenie do zagadnień interakcji robota z otoczeniem. Ogólny przegląd czujników i systemów sensorycznych stosowanych w robotyce.2
T-W-2Bezdotykowe i dotykowe czujniki przemieszczenia liniowego i kątowego.4
T-W-3Czujniki sił i momentów. Zmysł dotyku w robotyce i problemy jego realizacji praktycznej.2
T-W-4Czujniki i metody dla pozycjonowania robotów mobilnych.2
T-W-5Sprzężenie wizyjne. Aktualne systemy komercyjne oraz sposoby tworzenia rozwiązań własnych.4
T-W-6Metody integracji czujników z architekturą sterowania robota.1
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-L-2Sporządzenie sprawozdań10
A-L-3Przygotowanie do zaliczenia zajęć laboratoryjnych5
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - projekty

KODForma aktywnościGodziny
A-P-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-P-2Praca poza godzinami zajęć15
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Studiowanie literatury10
A-W-3Przygotowanie do egzaminu5
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_2A_C23_W01Student zna zasadę działania prostych czujników oraz sposoby ich integracji z robotem przemysłowym lub mobilnym.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_2A_W06Ma ugruntowaną wiedzę o konstrukcji oraz metodach analizy właściwości manipulatorów i robotów mobilnych, zna zaawansowane układy i algorytmy sterowania nimi, zna najnowsze osiągnięcia robotyki.
AR_2A_W08Zna zaawansowane przyrządy i systemy pomiarowe, w tym systemy wizyjne.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_W02ma szczegółową wiedzę w zakresie kierunków studiów powiązanych ze studiowanym kierunkiem studiów
T2A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
T2A_W04ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
T2A_W05ma 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 przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z czujnikami oraz systemami sensorycznymi stosowanymi w robotyce przemysłowej i mobilnej.
C-3Zapoznanie studentów z metodami obróbki obrazu stosowanych w robotyce.
Treści programoweT-W-2Bezdotykowe i dotykowe czujniki przemieszczenia liniowego i kątowego.
T-W-4Czujniki i metody dla pozycjonowania robotów mobilnych.
T-W-6Metody integracji czujników z architekturą sterowania robota.
T-W-3Czujniki sił i momentów. Zmysł dotyku w robotyce i problemy jego realizacji praktycznej.
T-W-1Wprowadzenie do zagadnień interakcji robota z otoczeniem. Ogólny przegląd czujników i systemów sensorycznych stosowanych w robotyce.
T-W-5Sprzężenie wizyjne. Aktualne systemy komercyjne oraz sposoby tworzenia rozwiązań własnych.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny.
M-2Wykład problemowy.
M-3Ćwiczenia realizowane za pomocą środowiska programistycznego oraz rzeczywistych systemów sensorycznych.
M-4Zajęcia projektowe realizowane w laboratorium robotyki na rzeczywistych urządzeniach.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na zakończenie wykładów na podstawie pracy pisemnej i rozmowy ze studentem.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student zna zasadę działania prostych czujników oraz sposoby ich integracji z robotem przemysłowym lub mobilnym.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_2A_C23_U01Student potrafi zintegrować prosty czujnik z własną aplikacją, napisaną w dowolnym języku programowania.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_2A_U10Potrafi zaprojektować złożony system robotyczny uwzględniając zaawansowaną interakcję robota z otoczeniem
AR_2A_U13Potrafi projektować zaawansowane systemy pomiarowe w tym systemy wizyjne stosowane w automatyce i robotyce.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
T2A_U12potrafi ocenić przydatność i możliwość wykorzystania nowych osiągnięć (technik i technologii) w zakresie studiowanego kierunku studiów
T2A_U17potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację złożonych zadań inżynierskich, charakterystycznych dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadań nietypowych, uwzględniając ich aspekty pozatechniczne
T2A_U18potrafi 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_U19potrafi - 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 przedmiotuC-2Wykształcenie u studentów umiejętności integracji złożonych czujników z układami sterowania robotów.
Treści programoweT-P-3Zaliczenie formy zajęć.
T-L-6Implementacja prostych metod obróbki obrazu.
T-L-4Obsługa kamery za pomocą własnej aplikacji.
T-L-1Wprowadzenie do laboratorium systemów sensorycznych w robotyce. Omówienie narzędzi niezbędnych do przeprowadzenia ćwiczeń.
T-L-8Zaliczenie formy zajęć.
T-L-7Wizyjny system identyfikacji położenia obiektów.
T-L-2Integracja skanera laserowego ze środowiskiem symulacyjnym cz.I.
T-L-5Algorytm kalibracji kamery.
T-P-2Integracja systemu wizyjnego z manipulatorem przemysłowym.
T-L-3Integracja skanera laserowego ze środowiskiem symulacyjnym cz.II.
T-P-1Implementacja wizyjnego systemu pozycjonowania dla robotów mobilnych.
Metody nauczaniaM-4Zajęcia projektowe realizowane w laboratorium robotyki na rzeczywistych urządzeniach.
M-3Ćwiczenia realizowane za pomocą środowiska programistycznego oraz rzeczywistych systemów sensorycznych.
Sposób ocenyS-2Ocena formująca: Ocena wystawiana za złożenie sprawozdań po każdym cyklu ćwiczeń laboratoryjnych.
S-5Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana po zakończeniu zajęć projektowych na podstawie ocen cząstkowych oraz zaangażowania pracy studenta.
S-4Ocena formująca: Ocena wystawiana za złożenie sprawozdań po każdym cyklu zajęć projektowych.
S-3Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana po zakończeniu ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie ocen cząstkowych oraz zaangażowania pracy studenta w realizację wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student potrafi zintegrować prosty czujnik z własną aplikacją, napisaną w dowolnym języku programowania.
3,5
4,0
4,5
5,0