Avtonomni mobilni sistemi

Visokošolski učitelji: Klančar Gregor
Število kreditnih točk: 6
Semester izvajanja: zimski
Koda predmeta: 64272

Opis predmeta

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti:

Končana 1. stopnja, priporočljivo naravoslovno tehniške usmeritve. Slednje vključuje osnovna znanja iz:
Matematike: geometrijske transformacije, osnove verjetnosti (Bayesovo pravilo, funkcija gostote verjetnosti, normalna porazdelitev), matrične operacije, numerične metode za navadne diferencialne enačbe.
Dinamični linearni sistemi: predstavitve modelov (prostor stanj, prenosna funkcija, diferencialna enačba), osnove zaprtozančnega vodenja.
Dinamika gibanja togih teles
Izkušnje iz programiranja v okolju Matlab in C/C++

Vsebina:

Pregled avtonomnih mobilnih sistemov in definicija pojma agent, obravnava teh sistemov glede na lastnosti kot so: avtonomija, mobilnosti, načini delovanja agentov, strukture sistemov, pogonski mehanizem, cilji, zaznavanje in interakcije z zunanjim svetom in področja uporabe. Arhitektura agentov in primeri načrtovanja.
Večagentni sistemi (Multi-Agent Systems) kot podpodročje umetne inteligence, predstavitev principov za gradnjo kompleksnih sistemov s pomočjo osnovnih entitet - agentov. Možna področja uporabe, delitve glede na različne lastnosti in zmožnosti ter prednosti in slabosti uporabe takih sistemov.
Modeliranje kinematike, omejitev gibanja in dinamičnih lastnosti mobilnih sistemov. Prikaz na praktičnih primerih mobilnih sistemov.
Različni pristopi vodenja mobilnih sistemov, metode planiranja poti in izogibanja ovir. Vodenje po poziciji, orientaciji, v želeno lego po poti ali trajektoriji. Metode planiranja gibanja, optimalne poti v znanem okolju.
Uporabna senzorika v avtonomnih mobilnih sistemih za namen vodenja in navigacije. Osnovni principi delovanja senzorjev in namen njihove uporabe. Osnovne metode integracije informacij več senzorjev kot so Kalmanov filter Filter delcev in podobni.
Navigacija, gradnja zemljevida neznanega okolja, lokalizacija na osnovi informacij senzorjev in znanega zemljevida okolja, simultana lokalizacija in gradnja zemljevida. Prikaz različnih pristopov z nazornimi demonstracijskimi primeri.

Cilji in kompetence:

Predstaviti avtonomne mobilne sisteme,
podati koncept agenta in večagentnih sistemov, primeri ter njihovo načrtovanje,
podati metode za modeliranje, analizo in vodenje mobilnih sistemov,
prikaz uporabne senzorike in načinov obdelave informacij,
prikazati probleme in pristope za navigacijo, lokalizacijo in kartiranje mobilnih sistemov,
predstaviti nekatera programska okolja in njihovo uporabnost v podporo obravnavani tematiki.

Predvideni študijski rezultati:

Znanje in razumevanje: osnovna znanja iz področja avtonomnih mobilnih sistemov in večagentnih sistemov

Uporaba: znanja bodo pridobljena in demonstrirana ob številnih primerih, kar bo poudarilo uporabnostno komponento

Refleksija: praktični primeri bodo ilustrirali teoretična izvajanja

Prenosljive spretnosti: znanja bodo uporabna na številnih področjih, demonstrirana z didaktičnimi napravami in programskimi orodji

Metode poučevanja in učenja:

Gregory Dudek, Michael Jenkin: Computational Principles of Mobile Robotics, Cambridge University Press, New York, 2010.
Howie Choset, Kevin M. Lynch, Seth Hutchinson, George A. Kantor, Wolfram Burgard, Lydia E. Kavraki, Sebastian Thrun, Principles of Robot Motion: Theory, Algorithms, and Implementations (Intelligent Robotics and Autonomous Agents series), MIT Press, Cambridge, 2005.
Sebastian Thrun, Wolfram Burgard, Dieter Fox: Probabilistic Robotics (Intelligent Robotics and Autonomous Agents series), MIT Press, Cambridge, 2006.
Michael Wooldridge: An Introduction to MultiAgent Systems, Second Edition, John Wiley & Sons, Chichester, England, 2009.