Sensorizacin, Procesado Digital y Percepcin en Robtica Mvil

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Sensorización, Procesado Digital y Percepción en
Robótica Móvil

• Estudios de tercer ciclo. Curso 2006-07
• Dpto DISCA (Grupo Informática Industrial)
• Profesores
• Ginés Benet Gilabert
• José E. Simó Ten

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Horarios asignatura

• Lunes tarde, de 1800 a 2000
• Inicio/final de clases
• Desde 26 febrero hasta 15 junio (13 semanas
  lectivas)
• - el 4-4-07 (miércoles) se impartirá docencia de
  viernes - el 30-4-07 (lunes) se considera no
  lectivo - el 2-5-07 (miércoles) se impartirá
  docencia de lunes - el 31-5-07 (jueves) se
  impartirá docencia de viernes
• Lugar Seminario 2 Dpto. DISCA.

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Objetivos

• Estudio de sensores de interés para la robótica
  móvil.
• Análisis y aplicación de técnicas básicas de DSP
  en señales sensoriales.
• Estudio de arquitecturas de sensores
  inteligentes.
• Análisis de casos prácticos de procesamiento de
  información sensorial en la representación del
  entorno de los robots
• señales ultrasónicas y de infrarrojos.
• Conocer la metodología y técnicas de fusión de la
  información multi-sensorial.
• Aplicación al problema de navegación y control de
  un robot móvil.
• Análisis de las arquitecturas más relevantes
  utilizadas en Robótica Móvil y generalización
  para su uso en sistemas industriales.

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Contenidos

• Sensores en robótica. Estudio de sensores de
  Ultrasonidos e infrarrojos.
• Preprocesamiento y acondicionamiento analógico y
  digital de señales.
• Procesamiento digital de señales (DSP).
• Algoritmos básicos de DSP.Integración y fusión
  sensorial.
• Integración de sensores
• Fusión estadística I
• Fusión estadística II. Integración de sensores
  redundantes.
• Robótica móvil. Arquitecturas para Robótica
  móvil.
• Generación de mapas.

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Metodología Docente

• Clase magistral en aula, con empleo de materiales
  audiovisuales .
• Metodología basada en análisis de casos prácticos
  reales. Discusión en el aula de posibles
  soluciones y análisis de la solución propuesta.
• Documentación de la asignatura disponible en
  PoliformaT (ó en la página Web no oficial de la
  asignatura).
• Se suministran a los alumnos artículos
  científicos recientemente publicados relacionados
  con la asignatura, para su análisis y discusión
  en clase y para la preparación del trabajo.
• Asignación de trabajos teniendo en cuenta la
  orientación de cada alumno.
• Atención personalizada al alumno durante la fase
  de realización de trabajos.

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Evaluación

• Presentación y exposición en clase de un trabajo
  relacionado con la materia impartida en la
  asignatura
• Equipos de 1 a 2 personas máximo
• Se suministrarán especificaciones mínimas a
  cumplir.
• Se distribuirá la bibliografía relacionada con el
  tema.
• Se evaluará la calidad del trabajo, atendiendo a
  la calidad del documento, grado de dificultad del
  tema elegido, a la bibliografía utilizada y la
  claridad de la exposición

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Bibliografía

• Steven W. Smith , The Scientist and Engineer's
  Guide to Digital Signal Processing, California
  Technical Publishing-Wiley Interscience. 2nd. Ed.
  1999.
• J. Borenstein , H. R. Everett , and L. Feng ,
  Where am I? Sensors and Methods for Mobile Robot
  Positioning. University of Michigan. April 1996
• Roland Siegwart y Illah R. Nourbakhsh, An
  Introduction to Autonomous Mobile Robots. MIT
  Press, Cambridge, MA., 2004
• Victor Lesser, Charles L. Ortiz, Milind Tambe,
  Distributed Sensor Networks. A Multiagent
  Perspective. Kluwer Academic Publishers, 2003.
  David L., Ph.D. Hall, James, Ph.D. Llinas,
  Handbook of Multisensor Data Fusion, CRC Press.
  2001.
• Ronald C. Arkin, Behavior-Based Robotics,
  M.I.T. Press, Cambridge(MA), 1998.
• Joseph L. Jones , Robot Programming A practical
  Guide to Behavior-Based Robotics., Ed.
  McGraw-Hill, 2004.
• John M. Holland, Designing Autonomous Mobile
  Robots, Elsevier-Newnes, Oxford, 2004.
• Documentación adicional en webs no oficiales
• http//www.gii.upv.es/personal/gbenet/doctorat/
  
• http//www.gii.upv.es/personal/jsimo/

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Líneas de Investigación relacionadas

• Sensorización y percepción en robótica móvil
• Sensorización de sistemas autónomos. Algoritmos
  de reconocimiento del entorno. Generación de
  mapas. Navegación de robots en entornos
  industriales. Arquitecturas de control reactivo
  para robots.
• Arquitecturas para sistemas autónomos
• Sistemas distribuidos para control reactivo.
  Buses y protocolos de T. Real. Estudio de las
  estructuras, tanto de hardware como de software,
  apropiadas para el desarrollo de sistemas de
  robots móviles y la extrapolación a la resolución
  de problemas industriales.
• Componentes inteligentes para robótica móvil
• Desarrollo de módulos inteligentes para
  sensorización y control en sistemas basados en
  diversas arquitecturas de computador
  (procesadores, microcontroladores, DSP'S).
  Desarrollo de herramientas para el análisis,
  diseño, simulación y prueba de componentes
  inteligentes.

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Algunos prototipos Hw/Sw

• YAIR (Yet Another Intelligent Robot)
• Módulos sensoriales
• Módulos control motor
• Sistema comunicaciones basado en CAN
• Protocolo SCoCAN
• YABIRO (Yet Another BIped RObot)
• Módulos Sensoriales en patas
• Modulos control MPC555
• SCore Sistema de comunicación síncrono basado en
  pizarra distribuida.

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Ejemplo Generación de mapas US/IR(Caso práctico
a desarrollar)
U.S.
Fusión sensorial
Análisis y modelado
Mapa
Sensor
I.R.