机械工程学院关于全英文课程《移动机器人与机电一体化专题》的选课通知

时间:2022-05-31浏览:613设置

课程名称:

《移动机器人与机电一体化专题》

 Selected Topics In Mobile Robotics And Mechatronics

课程学分:

2学分(24课时+8实验课时)

课程简介:

课程基于德国德累斯顿工业大学的相关课程开展,主要从系统角度了解移动机器人的基本功能(引导、导航、控制)及其在闭环系统中的分布和交互作用。

本课程主要涉及内容:移动机器人运动学(运动动态模型、运动动态约束、2维平面环境中轮式机器人)、移动机器人定位(坐标系和变换、航迹推算、距离方位计算、状态空间模型、卡尔曼滤波技术、传感器融合、同时定位和映射-SLAM、可观测性与一致性、滤波性能评估)、移动机器人测绘(术语和定义、地图类型、已知姿势和栅格地图的测绘)、移动机器人导航(一般概念、可控性、微分平滑性、避免碰撞、局部规划方法、全局规划-确定性方法、全局规划-随机方法)和移动机器人跟踪控制(一般控制结构、非线性跟踪控制器综合)。

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:

面向机械工程学院和竺可桢学院大二及以上本科学生

授课时间:

10月至11月,每周二次至三次,具体时间另行通知,授课内容见下表。

授课方式:

网络授课

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IFAC3届机电系统国际会议最佳论文奖及期刊at-Automatisierungstechnik最佳论文奖,20112013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2020IFAC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2010IFAC5届机电系统国际会议的国际程序委员会(IPC)副主编,2006IFAC4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,2001Boppard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)朱笑丛副教授(zhuxiaoc@zju.edu.cn)

 

课程内容:

教学单元(90min)

内容

课件

1

Kinematics

MRC_L1

2

Localization 1

MRC_L2

3

Revisiting State Space

MRC_L3

4

Kalman Filtering 1

MRC_L4

5

Kalman Filtering 2

MRC_L4

6

Localization 2

MRC_L5

7

Mapping

MRC_L6

8

Observability and SLAM

MRC_L7

9

Controllability and Flatness

MRC_L8

10

Guidance 1

MRC_L9

11

Guidance 2

MRC_L10

12

Tracking Control

MRC_L11

13

Introduction to exercises

MRC_EX0

14

Ex-1: Mobile Robot Simulation Framework

MRC_Ex1

15

Ex-2: Kinematics Exercise

MRC_Ex2

16

Ex-3: Localization Exercise 2 (EKF   Sensor Fusion)

MRC_Ex3

17

Oral/Written   Exam

 

 

 

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