机械学院关于海外教师主导的研究生全英文课程《移动机器人控制》选课通知

时间:2022-10-01浏览:78设置

课程名称:移动机器人控制》Mobile Robot Control – A Systems Approach

课程编号:2523079001

课程学分2学分(24课时+8实验课时

课程简介:课程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。主要内容包括: 移动机器人运动学运动动态模型、运动动态约束、2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:面向机械工程学院全体研究生

课程容量50人

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 朱笑丛副教授zhuxiaoc@zju.edu.cn

课程内容安排

教学单元(90min)

内容

课件

作业

1

Introduction

MRC_Intro

Home preparation 

2

Kinematics

MRC_L1

 

3

Localization 1

MRC_L2

 

4

Revisiting State Space

MRC_L3

 

5

Kalman Filtering1

MRC_L4

 

6

Kalman Filtering2

MRC_L4

 

7

Localization 2

MRC_L5

 

8

Mapping

MRC_L6

 

9

Observability and SLAM

MRC_L7

 

10

Controllability and Flatness

MRC_L8

 

11

Guidance 1

MRC_L9

 

12

Tracking Control

MRC_L10

 

13

Ex-0: Mobile Robot Simulation Framework

MRC_EX0

 

14

Ex-1: Kinematics Exercise

MRC_Ex1

HW-1

15

Ex-2: Kalman Filter

MRC_Ex2

HW-2

16

Ex-3: Localization Exercise 2 (EKF) – Solution, Theory

MRC_Ex3_1

 

17

Ex-3: Localization Exercise 2 (EKF) – Simulation Presentation

MRC_Ex3_2

HW-3

16

Oral/Written Exam

 

 

 

课程时间安排:

Date

授课日期

Time

授课时间

Unit

课程单元

Tue Oct 11

 1011日,星期二

18:30-20:05

Introduction

Wed Oct 12

1012日,星期三

18:30-20:05

L1

Thu Oct13

1013日,星期四

18:30-20:55

Ex0

Fri Oct 14

1014日,星期五

18:30-20:05

L2

Fri Oct 21

1021日,星期五

18:30-20:05

Ex1 / HW-1 submission + discussion

Mon Oct 24

1024日,星期一

18:30-20:05

L3

Tue Oct 25

1025日,星期二

18:30-20:05

L4 part-1

Wed Oct 26

1026日,星期三

18:30-20:05

L4 part-2

Tue Nov 1

111日,星期二

18:30-20:55

Ex2 / HW-2 submission + discussion

Wed Nov 2

112日,星期三

18:30-20:05

L5

Mon Nov 7

117日,星期

18:30-20:55

L6

Tue Nov 8

118日,星期

18:30-20:05

L7

Mon Nov 14

1114日,星期一

18:30-20:05

L8

Tue Nov 15

1115日,星期二

18:30-20:55

Ex3_1

Wed Nov 16

1116日,星期三

18:30-20:05

L9

Thu Nov 17

1117日,星期二

18:30-20:05

L10

Fri Nov 18

1118日,星期

18:00-20:05

Ex3_2 / HW-3 submission + discussion

To be defined

(日期待定)

ZJU classroom

教室待定

Exam

考试

Legend:  BLACK … lectures

  BLUE … exercises

  GREEN … examination

 


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