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Einführung in die Programmierung humanoider Roboter (NAORob)5 ECTS (englische Bezeichnung: Basic principles of programming humanoid robots)
Modulverantwortliche/r: Jörg Franke Lehrende:
Jörg Franke, Assistenten
Studienfächer/Prüfungsordnungsmodule:
Einfrieren der UnivIS-Modul-Beschreibung: 15.8.2017
10 Fertigungsautomatisierung und Kunststofftechnik (40960)
10 Fertigungsautomatisierung und Kunststofftechnik (41367)
Vertiefungsmodule aus der Studienrichtung Gerätetechnik (43091)
Wahlpflichtmodule (45846)
Programmierung humanoider Roboter (77733)
Start semester: |
WS 2017/2018 | Duration: |
1 semester | Cycle: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Language: |
Deutsch |
Lectures:
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Einführung in die Programmierung humanoider Roboter
(Vorlesung mit Übung, 4 SWS, Sebastian Reitelshöfer et al., single appointment on 16.11.2017, single appointment on 23.11.2017, single appointment on 30.11.2017, single appointment on 7.12.2017, single appointment on 14.12.2017, 10:00 - 14:00, CIP-Pool MB Konrad-Zuse-Str. 3; Genauer Zeitplan und Ort wird auf der StudON-Seite der Veranstaltung bekanntgegeben. Die Vorlesungs- und Übungseinheiten finden als halbtägige Blockveranstaltungen an 14 Terminen zweimal wöchentlich während des Vorlesungszeitraums im Wintersemester statt.)
Empfohlene Voraussetzungen:
Programmiererfahrung in C++; alternativ können Vorbereitungsmöglichkeiten bei den Ansprechpartnern angefragt werden.
Inhalt:
• Roboterkinematik (kinematischer Aufbau von Standard-Robotertypen, Koordinatentransformation)
• Bewegungssteuerung und -planung
• Grundlagen des zweibeinigen Laufens
• Rechnersehen mit OpenCV
• Selbstlokalisierung
• Programmierung verteilter Robotersysteme
• Einführung in das Framework Robot Operating System (ROS)
• Verwendung von ROS zur C++- Programmierung des humanoiden Roboters NAO
• Strategien zur Kommunikation und Kollaboration von zwei NAO-Robotern zur Lösung einer gestellten Aufgabe im Rahmen der Veranstaltung
Lernziele und Kompetenzen:
Nach dem Besuch der Lehrveranstaltung sind die Studierenden in der Lage, eigenständig auch fortgeschrittene Aufgabenstellungen in der Robotik am Beispiel des humanoiden Roboters NAO beziehungsweise an anderen Roboterkinematiken umzusetzen. Die Vorlesung vermittelt Kenntnisse aus folgenden Bereichen:
Grundlagen der Robotik in Bezug auf humanoide Systeme
Roboterkinematik (kinematischer Aufbau von Standard-Robotertypen, Koordinatentransformationen, direkte und inverse Transformation)
Roboterprogrammierung und Softwareentwicklung
Umgang mit dem Robot Operating System ROS
Einfache Modellierung des zweibeinigen Laufens
Bewegungssteuerung und -planung
Selbstlokation und Kartierung von unbekannten Umgebungen
Bildverarbeitung (OpenCV)
Auswertung und Fusion multimodaler Sensoren
Die Studenten erwerben und trainieren im Rahmen des Praktikums zusätzlich folgende Fähigkeiten:
Bemerkung:
Informationen über die VL-Betreuer Sebastian Reitelshöfer (sebastian.reitelshoefer@faps.fau.de) und Christina Ramer (christina.ramer@faps.fau.de)
Organisatorisches:
Die Anmeldung erfolgt über: StudOn Ansprechpartner am Lehrstuhl FAPS: Dipl.-Ing. Sebastian Reitelshöfer , Dipl.-Wirtsch.-Ing. Christina Ramer Teilnahme an einer 30-minütigen Kick-Off-Veranstaltung ist obligatorisch. Die Vorlesungs- und Übungseinheiten finden als halbtägige Blockveranstaltungen an 14 Terminen während des Vorlesungszeitraums statt.
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Berufspädagogik Technik (Master of Education)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Berufspädagogik Technik (Master of Education) | Studienrichtung Metalltechnik (Masterprüfungen) | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Wahlpflichtmodule (Vertiefungsmodule) | Programmierung humanoider Roboter)
- Informatik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009s | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Nebenfach | Nebenfach Maschinenbau | Computerintegrierte Produktion | Programmierung humanoider Roboter)
- Informatik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009w | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Nebenfach | Nebenfach Maschinenbau | Computerintegrierte Produktion | Programmierung humanoider Roboter)
- Informatik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Master of Science) | Nebenfach | Nebenfach Maschinenbau | Computerintegrierte Produktion | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Vertiefung 5.4 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Vertiefung 5.4 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Vertiefung 5.4 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Vertiefung 5.4 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Vertiefung 5.4 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Vertiefung 5.4 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
- Maschinenbau (Master of Science): 1. Semester
(Po-Vers. 2013 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtung International Production Engineering and Management | Masterprüfung | Wahlpflichtmodule)
- Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Mechatronik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtmodule | 10 Fertigungsautomatisierung und Kunststofftechnik)
- Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
(Po-Vers. 2012 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | M1-M2 Vertiefungsrichtungen | 10 Fertigungsautomatisierung und Kunststofftechnik)
- Medizintechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Kern- und Vertiefungsmodule der Kompetenzfelder | Studienrichtung Gerätetechnik | B8 Vertiefungsmodule MB/WW/CBI | Vertiefungsmodule aus der Studienrichtung Gerätetechnik)
- Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Ingenieurwissenschaftliche Studienrichtungen | Studienrichtung Maschinenbau | Vertiefung 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
- Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Ingenieurwissenschaftliche Studienrichtungen | Studienrichtung Maschinenbau | Vertiefung 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
- Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Ingenieurwissenschaftliche Studienrichtungen | Studienrichtung Maschinenbau | Vertiefung 5.4 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Einführung in die Programmierung humanoider Roboter (Prüfungsnummer: 71241)
(englischer Titel: Basic principles of programming humanoid robots)
zugeh. "mein campus"-Prüfung: | - 17001 Wahlpflichtmodul (Maschinenbau (Master of Science) 2013, Prüfung, Form: mehrteilige Prüfung, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5.0 ECTS, Platzhalter).
- 49891 Vertiefungsrichtung Fertigungsautomatisierung und Kunststofftechnik (5 ECTS) (Mechatronik (Bachelor of Science) 2009, Prüfung, Form: mehrteilige Prüfung, Zehntelnoten, Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter).
- 49891 Vertiefungsrichtung Fertigungsautomatisierung und Kunststofftechnik (5 ECTS) (Mechatronik (Master of Science) 2012, Prüfung, Form: mehrteilige Prüfung, Zehntelnoten, Dauer: -, 5.0 ECTS, Platzhalter).
- 71241 Vorlesung Einführung in die Programmierung humanoider Roboter (Maschinenbau (Master of Science) 2013, Prüfung, Form: Klausur, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: 60, 5.0 ECTS, Prüfung).
- 17152 Vertiefungsmodul aus dem Kompetenzfeld Gerätetechnik (Medizintechnik (Bachelor of Science) 2013, Prüfung, Form: variabel, Zehntelnoten, Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter).
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- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 60, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- weitere Erläuterungen:
Klausur kann einen Anteil an Fragen im Antwort-Wahl-Verfahren (Multiple-Choice) enthalten.
- Erstablegung: WS 2017/2018, 1. Wdh.: SS 2018
1. Prüfer: | Jörg Franke (100615) |
- Termin: 11.02.2019, 08:00 Uhr, Ort: H 7 TechF
Termin: 24.09.2019, 15:30 Uhr, Ort: FAPS Seminarraum, Raum 107.0.035, Egerlandstraße 7, 91058 Erlangen
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