课程名称:Mobile Robot Control – A Systems Approach
课程学分:2学分(24课时+8实验课时)
课程简介:课程主要介绍移动机器人相关的基本概念和设计方法。主要内容包括:移动机器人运动学、状态空间模型、卡尔曼滤波、定位、测绘、导航和跟踪控制。
本课程面向各年级本科学生,主要涉及内容:移动机器人运动学(2维环境中轮式移动机器人)、移动机器人定位和测绘方法(航迹推算、距离方位计算、传感器融合)、状态空间模型表示、卡尔曼滤波技术、移动机器人导航和跟踪控制。课程通过移动机器人系统的建模、控制、仿真分析等基础理论和案例分析,培养学生对以移动机器人为代表的机电一体化系统的建模、数值仿真、控制设计的能力,为日后的科研或技术开发工作打下基础。
授课对象:面向机械工程学院及竺可桢学院全体本科生,其中17级竺院交叉平台班(机电方向)学生必选。
授课时间:9月16日至9月27日,具体安排见下表
授课地点:教3-406
报名方式:以“姓名/学号+手机+补选移动机器人”为邮件主题,发送至李老师:hongqingli@zju.edu.cn
报名截止时间:9月12日前
主讲人简介:Klaus Janschek教授是机电系统控制与自动化领域国际著名专家,在先进控制系统理论及其航天机电系统应用领域取得了突出成就。他1982年于奥地利格拉茨工业大学(TU Graz, Austria)获控制系统工学博士学位。1982-1995年在德国戴姆勒奔驰等公司从事控制系统研发和技术管理工作。1995年起任德国德累斯顿工业大学(TU Dresden)电气与计算机工程学院自动化工程讲席教授、自动化研究所所长以及机械工程学院联合教授,2009-12年曾任该院院长。2005年在美国斯坦福大学做客座教授。他的研究专长包括视觉导航、数据融合、移动机器人、光学数据处理与光机电一体化、系统设计(系统辨识、性能评估、离散事件系统、机电系统)等。
现任国际自动控制联合会(IFAC)技术局成员,IFAC机械电子学、机器人及元部件协调委员会主席(CC 4 Chair),IFAC应用论文评奖委员会主席,美国航空航天学会(AIAA)委员,德国航空航天学会(DGLR)委员。1999-2009年任德国自动化期刊at-Automatisierungstechnik编委。他曾任德国测量与自动化工程学会(GMA)理事与顾问委员会委员,2003年当选工业合作研究协会(AiF)科学评审理事会理事,2008年当选德国科学研究基金会(DFG)自动化、控制系统及机器人专业科学顾问,2009年任德国科学与人文科学委员会电气工程学科评审专家。2009年获德国Oldenbourg出版社学术期刊atp奖,2004年获IFAC第3届机电系统国际会议最佳论文奖及期刊at-Automatisierungstechnik最佳论文奖,2011和2013年两次获德国VDI机械电子学研讨会最佳论文奖。他担任过很多国际学术会议的主席,并将任2020年IFAC世界大会协调主席,2005年至今担任德国机械电子学大会程序委员会共同主席。曾任2010年IFAC第5届机电系统国际会议的国际程序委员会(IPC)副主编,2006年IFAC第4届机电系统国际会议IPC主席,2004年德国GMA机电系统设计研讨会程序委员会主席,2001年Boppard控制工程学术研讨会程序委员会主席。
合作教师:杨灿军教授,ycj@zju.edu.cn
课程助理:朱笑丛副教授,zhuxiaoc@zju.edu.cn
课程内容
Unit (课程单元) 90 min | Topic |
1 | Kinematics |
2 | Localization 1 |
3 | Revisiting State Space |
4 | Kalman Filtering |
5 | Localization 2 |
6 | Mapping |
7 | Observability and SLAM |
8 | Controllability and Flatness |
9 | Guidance 1 |
10 | Guidance 2 |
11 | Tracking Control |
12 | Introduction to exercises |
13 | Ex-0: Mobile Robot Simulation Framework |
14 | Ex-1: Kinematics Exercise |
15 | Ex-2: Localization Exercise 1 (landmark, odometry) |
16 | Ex-3: Localization Exercise 2 (EKF Sensor Fusion) |
| Oral/Written Exam |
课程时间安排
Date 授课日期 | Time 授课时间 | Unit 课程单元 | Place 地点 |
Monday, September 16 9月16日,星期一 | 18:30-20:05 | 1 | 教3--406 |
Wednesday, September 18 9月18日,星期三 | 18:30-20:05 | 2 | 教3--406 |
Thursday, September 19 9月19日,星期四 | 18:30-20:05 | 3 | 教3--406 |
Friday, September 20 9月20日,星期五 | 13:00-14:30 | 4 | 教3--406 |
Saturday, September 21 9月21日,星期六 | 9:00-10:30 | 5,6 | 教3--406 |
Monday, September 23 9月23日,星期一 | 18:30-20:55 | 6,7 | 教3--406 |
Tuesday, September 24 9月24日,星期二 | 18:30-20:05 | 9+10 | 教3--406 |
Thursday, September 26 9月26日,星期四 | 18:30-20:05 | 11 | 教3--406 |
Friday, September 27 9月27日,星期五 | 13:00-17:00 | 11,12,Ex-0 | 教3--406 |
October dd 10月(日期待定) | tele teaching 远程教学 | Ex-1 | 教3--406 |
October dd 10月(日期待定) | tele teaching 远程教学 | Ex-2 | 教3--406 |
October dd 10月(日期待定) | tele teaching 远程教学 | Ex-3 | 教3--406 |
October dd 10月(日期待定) | ZJU classroom 教室待定 | Exam 考试 | 待定 |
Legend: BLACK … lectures
BLUE … exercises
GREEN … examination
机械工程学院本科教学科
2019-9-6
