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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, WS18/19 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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    29: Robotik I - Einführung in die Robotik, Übung, WS 2018/19, 07.02.2019

    29: Robotik I - Einführung in die Robotik, Übung, WS 2018/19, 07.02.2019

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    0:00:05 Start
    0:03:47 Übersicht
    0:04:35 Aufgabe 1: Symbolische Planung mit STRIPS
    0:09:55 Aufgabe1.1: Aktionssequenz
    0:16:23 Aufgabe 1.2: Planungsoperator erstellen
    0:24:01 Aufgabe 2.1: Simox installieren
    0:25:42 Aufgabe 2.2: Skeleton-Code Kompilieren
    0:26:31 Aufgabe 2.3: Lösung in Pseudocode
    0:49:04 Aufgabe 3: Implementierung von RRT*

    • 1 Std. 6 Min.
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    28: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2018/19, 04.02.2019

    28: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2018/19, 04.02.2019

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    0:00:09 Start
    0:02:45 Inhalt
    0:08:55 Lernen durch Beobachtung des Menschen
    0:17:12 Hauptherausforderungen in PdV
    0:26:31 Aufnahme der demonstration
    0:34:07 Typen von PdV: Sensoren auf dem Lehrer
    0:39:23 Marker-basierte optisch-aktive Bewegungserfassung
    0:43:25 Master Motor Map (MMM) Framework
    0:48:39 Maker-lose optische Bewegungserfassung
    0:51:03 Segmentation & Tracking
    0:55:28 Lernen einer Fähigkeit (PdV)
    1:13:26 Segmentation von Demonstrationen
    1:15:54 Hierarchische Aufgabensegmentierung
    1:18:50 Aufnahme der Demonstrationen
    1:25:03 Evaluation: Vergleich zu einer Referenzsegmentierung
    1:27:17 Demonstrationsverarbeitung

    • 1 Std. 30 Min.
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    27: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2018/19, 31.01.2019

    27: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2018/19, 31.01.2019

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    0:00:00 Start
    0:00:13 Motivation - Neue Anforderungen in der Produktion
    0:00:42 Motivation - Neue Anforderungen im Servicebereich
    0:01:32 Interakive Programmierung
    0:02:25 Lernen aus Beobachtung des Menschen
    0:03:27 Klassische Roboterprogrammierverfahren
    0:03:53 Roboterprogrammierverfahren
    0:05:32 Klassifizierung der Roboterprogrammierverfahren
    0:06:18 Abstraktionsgrad der Programmierung
    0:07:44 Direkte Programmierverfahren
    0:08:11 Direkte Programmierung: Teach-In
    0:09:26 Teachbox des Mitsubishi RM -501
    0:10:24 Direkte Programmierung: Play-Back
    0:13:25 Direkte Programmierung: Master-Slave
    0:14:38 Dierekte Programmierung: Sensorunterstützt
    0:16:17 Direkte Programmierung: Zusammenfassung
    0:17:23 Textuelle Programmierverfahren
    0:20:04 Hybride Programmierverfahren
    0:21:57 Graphische Roboterprogrammierung
    0:22:51 Roboteraktionsrepräsentation mittels Statecharts
    0:24:10 Graphische Modelierungsformalismen
    0:25:04 Statecharts
    0:28:12 Limitation des Harel Statechart Formalismus
    0:29:24 Erweiterung des Harel Statechart Formalismus am H2T
    0:30:45 Statechart Erweiterung
    0:36:10 Graphischer Statechart Editor in ArmarX
    0:37:47 Manipulationsfähigkeiten mittels Statecharts
    0:38:22 Symbolische Planung
    0:40:12 Symbolische Planung
    0:49:35 STRIPS
    0:51:33 STRIPS: Zustände
    0:53:48 STRIPS: Ziele
    0:55:05 STRIPS: Aktionen
    0:56:41 STRIPS: Ausführbarkeit
    0:58:29 STRIPS - Komplettes Beispiel
    1:02:17 STRIPS: Vor- und Nachteile
    1:04:18 Suche im Zustandsraum: Algorithmen
    1:05:33 Analogie zur Bewegungsplannung
    1:07:04 Breitensuche
    1:08:38 Suchbeispiel: Breitensuche

    • 1 Std. 13 Min.
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    25: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2018/19, 24.01.2019

    25: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2018/19, 24.01.2019

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    0:00:00 Start
    0:01:31 Canny-Kantendetektor
    0:04:21 Canny-Kantendetektor: Algorithmus
    0:06:04 Canny-Kantendetektor: Intensitätsgradienten
    0:09:36 Canny-Kantendetektor: Non-Maximum Suppression
    0:11:52 Canny-Kantendetektor: Double Threshold
    0:13:20 Canny-Kantendetektor: Kantenverfolguung mit Hysterese
    0:14:23 Canny-Kantendetektor: Beispiel
    0:17:31 Visual Servoing - Motivation
    0:19:33 Visual Servoing - Systemaufbau
    0:21:44 Positionsbasiertes Visual Servoing
    0:25:04 Bildbasiertes Visual Servoing
    0:34:08 Visual Servoing für ARMAR-III
    0:35:53 Positionsbasiertes Visual Servoing auf ARMAR-III
    0:39:43 Punktwolken
    0:44:13 Normalenschätzung in 3D Punktwolken
    0:47:38 Registrierung von Punktwolken
    0:50:15 Iterative Closest Point
    0:59:04 RANSAC (Random Sample Consensus)
    1:05:50 Anwendungsbeispiele
    1:07:38 Loco-Manipulation Affordances
    1:20:33 Englische Begriffe

    • 1 Std. 21 Min.
    • video
    26: Robotik I - Einführung in die Robotik, Übung, WS 2018/19, 28.01.2019

    26: Robotik I - Einführung in die Robotik, Übung, WS 2018/19, 28.01.2019

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    0:00:00 Start
    0:01:03 Inhalt
    0:01:33 Aufgabe 1
    0:02:21 HSI Farbraum
    0:12:25 Praxisbeispiel: HSV- Parameter für single colored object recognition
    0:14:33 Farbwerte
    0:17:56 OpenCV HSV Segmentation
    0:20:41 Aufgabe 3
    0:25:45 Filterung – Prewitt
    0:28:04 OpenCV Canny Edge Detection
    0:29:29 Filteroperationen - Ränder
    0:37:20 Aufgabe 4
    0:45:19 Iterative Closest Point
    0:46:30 Aufgabe 5
    0:48:27 Gradient von Ft´
    0:52:29 1. +2. Iteration

    • 57 Min.
    • video
    24: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2018/19, 21.01.2019

    24: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2018/19, 21.01.2019

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    0:00:00 Start
    0:00:08 Filteroperationen-Grundlagen
    0:06:46 Medianfilter
    0:14:03 Gauß-Filter
    0:19:22 Filter-Prewitt
    0:23:58 Filter- Sobel
    0:26:09 Filter- Laplace
    0:32:28 Filter- Laplacian of Gaussian (LoG)
    0:37:34 Segmentierung
    0:39:26 Segmentierung: Schwellwertfilterung
    0:45:48 HSV-Segmentierung
    0:48:39 RGB Segmentierung
    0:50:12 Morphologische Operationen
    1:00:39 Canny-Katendetektor

    • 1 Std. 9 Min.

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