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Die Vorlesung gibt einen grundlegenden Überblick über das Gebiet der Robotik. Dabei werden sowohl Industrieroboter in der industriellen Fertigung als auch Service-Roboter behandelt. Insbesondere werden die Modellbildung von Robotern sowie geeignete Methoden zur Robotersteuerung vorgestellt.
Es werden die einzelnen System- und Steuerungs-komponenten eines Roboters vorgestellt und, darauf aufbauend, ein Gesamtmodell eines Roboters erstellt. Das Modell beinhaltet dabei funktionale Systemaspekte, die Architektur der Steuerung sowie die Organisation des Gesamtsystems. Methoden der Kinematik, der Dynamik und der Sensorik werden ebenso diskutiert wie die Steuerung und Verfahren zur Bahnplanung und Kollisionsvermeidung. Ansätze zu intelligenten autonomen Robotersystemen und Roboterarchitekturen werden behandelt.

Robotik 1 - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS17/18 Karlsruher Institut für Technologie

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Die Vorlesung gibt einen grundlegenden Überblick über das Gebiet der Robotik. Dabei werden sowohl Industrieroboter in der industriellen Fertigung als auch Service-Roboter behandelt. Insbesondere werden die Modellbildung von Robotern sowie geeignete Methoden zur Robotersteuerung vorgestellt.
Es werden die einzelnen System- und Steuerungs-komponenten eines Roboters vorgestellt und, darauf aufbauend, ein Gesamtmodell eines Roboters erstellt. Das Modell beinhaltet dabei funktionale Systemaspekte, die Architektur der Steuerung sowie die Organisation des Gesamtsystems. Methoden der Kinematik, der Dynamik und der Sensorik werden ebenso diskutiert wie die Steuerung und Verfahren zur Bahnplanung und Kollisionsvermeidung. Ansätze zu intelligenten autonomen Robotersystemen und Roboterarchitekturen werden behandelt.

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    28: Robotik I - Einführung in die Robotik, Übung, WS 2017/18, 05.02.2018

    28: Robotik I - Einführung in die Robotik, Übung, WS 2017/18, 05.02.2018

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    0:00:00 Starten
    0:01:06 Aufgabe 1: Symbolische Planung mit STRIPS
    0:06:37 Aufgabe 1.1: Aktionssequenz angeben
    0:12:39 Aufgabe 1.2: Planungsoperator erstellen
    0:17:00 Aufgabe 1.3: Planungsoperator anwenden
    0:20:34 Aufgabe 2: Implementierung von A*
    0:21:18 Aufgabe 2.1: Simox installieren
    0:23:01 Aufgabe 2.2: Skeleton-Code kompilieren
    0:25:29 Aufgabe 2.4: Lösung in C++
    0:45:05 Aufgabe 3: Implementierung von RRT*
    1:06:23 Übersicht: Frameworks
    1:13:20 Übersicht: Software

    • 1 Std. 14 Min.
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    27: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2017/18, 01.02.2018

    27: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2017/18, 01.02.2018

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    0:00:00 Starten
    0:00:14 Inhalt der heutigen Vorlesung
    0:02:43 Aufnahme der Demonstration
    0:06:50 Schnittstellen zum Vormachen
    0:15:32 Erfassung der menschlichen Bewegung
    0:23:00 Marker-basierte optisch-passive Bewegungserfassung
    0:28:28 Marker-basierte optisch-aktive Bewegungserfassung
    0:29:32 IMU - basierte Bewegungserfassung
    0:32:15 Mechanische Bewegungserfassung
    0:35:31 Magnetische/ akustische Bewegungserfassung
    0:37:09 Master Motor Map (MMM) Framework
    0:44:13 Marker-lose optische Bewegungserfassung
    0:47:08 Skeleton Tracking
    0:48:11 Segmentation and Tracking
    0:50:48 Multimodale Interaktionen für PdV
    0:53:59 Lernen einer Fähigkeit
    1:03:50 Segmentierung von Demonstrationen
    1:06:27 Aufgabensegmentierung: Idee
    1:08:34 Hierarchische Aufgabensegmentierung
    1:11:43 Aufnahme einer Demonstration
    1:13:08 Level 1 : Semantische Segmentierung
    1:15:48 Bewegungscharakteristik Heuristik: Gleitendes Fenster
    1:17:08 Rekursive Suche
    1:19:44 Bewegungscharakteristik Heuristik
    1:21:24 Evaluation der Segmentierung
    1:26:06 Demonstrationsverarbeitung
    1:27:16 Aktionsrepräsentation auf Trajektorienebene

    • 1 Std. 28 Min.
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    26: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2017/18, 29.01.2018

    26: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2017/18, 29.01.2018

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    0:00:00 Starten
    0:00:32 Symbolische Planung - Herkunft
    0:07:29 Symbolische Planung - Problemstellung
    0:11:05 STRIPS
    0:19:23 STRIPS: Aktionen
    0:26:48 STRIPS: Suche im Zustandsraum
    0:30:27 Interaktive Programmierverfahren
    0:50:27 Programmieren durch Vormachen (PdV)
    0:53:42 Lernen durch Beobachtung des Menschen
    1:03:07 Hauptherausforderungen in PdV

    • 1 Std. 17 Min.
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    25: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2017/18, 25.01.2018

    25: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2017/18, 25.01.2018

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    0:00:00 Starten
    0:00:09 Roboterprogrammierung
    0:00:26 Inhalt
    0:01:41 Motivation
    0:08:41 Interaktive Programmierung
    0:18:26 Roboterprogrammierung
    0:19:08 Roboterprogrammierverfahren
    0:27:04 Abstraktionsgrad der Programmierung
    0:30:05 Direkte Programmierung
    0:54:42 Textuelle Programmierverfahren
    0:58:49 Hybride Verfahren
    1:00:55 Graphische Roboterprogrammierung
    1:04:41 Virtuelles Teach-in
    1:06:54 Roboteraktionsrepräsentation mittels Statecharts
    1:10:19 Graphische Modellierungsformalismen
    1:13:30 Statecharts
    1:17:57 Erweiterte Statecharts für Roboterprogrammierung
    1:19:09 Erweiterung des Harel Statechart Formalismus am H2T
    1:21:48 Statechart Erweiterungen
    1:25:39 Graphischer Statechart Editor in ArmarX
    1:28:28 Symbolische Planung

    • 1 Std. 29 Min.
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    24: Robotik I - Einführung in die Robotik, Übung, WS 2017/18, 22.01.2018

    24: Robotik I - Einführung in die Robotik, Übung, WS 2017/18, 22.01.2018

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    0:00:00 Starten
    0:01:21 HSI Farbraum
    0:03:38 Aufgabe 1
    0:12:18 Farbwerte
    0:14:45 Anwendung
    0:18:30 Aufgabe 3
    0:25:22 Aufgabe 2
    0:28:23 OpenCV Canny Edge Detection
    0:33:24 Aufgabe 4
    0:40:29 OpenCV Morphologische Operatoren

    • 41 Min.
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    23: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2017/18, 18.01.2018

    23: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2017/18, 18.01.2018

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    0:00:00 Starten
    0:01:52 Motivation: Farbsegmentierung
    0:03:36 Morphologische Operatoren
    0:05:16 Morphologische Operatoren: Erosion
    0:09:31 Diletation
    0:11:17 Öffnen & Schließen
    0:13:19 Canny-Kantendetektor
    0:15:17 Canny-Kantendetektor: Algorithmus
    0:18:54 Canny-Kantendetektor: Non-Maximum Suppresion
    0:20:29 Canny-Kantendetektor: Schwellwertverfahren
    0:23:10 Tiefenkameras
    0:26:19 Stereo Vision 1
    0:27:53 Stereo Vision 3
    0:31:00 Time of Flight
    0:33:09 Structured Light
    0:35:24 Visual Servoing
    0:38:15 Visual Servoing-Systemaufbau
    0:38:59 Visual Servoing - Verfahren
    0:40:22 Positionsbasiertes Visual Servoing
    0:42:17 Bildbasiertes Visual Servoing
    0:42:39 Visiual Servoing für ARMAR-3
    0:44:35 Positionsbasiertes Visual Servoing auf ARMAR-III
    0:47:01 Ausührung von Manipulationsaufgaben
    0:49:21 Punktwolken
    0:52:22 Normalenschätzung in 3D Punktwolken
    0:54:28 Registrierung von Punktwolken
    0:55:46 Iterative Closest Point
    0:59:11 RANSAC (Random Sample Consensus)
    1:04:14 Simultaneous Localization and Mapping (SLAM)
    1:08:46 LOCO-Manipulation Affordances

    • 1 Std. 16 Min.

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