Einführung in die Programmierung humanoider Roboter (NAORob)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Basic principles of programming humanoid robots)

Lehrveranstaltungen:

• • Einführung in die Programmierung humanoider Roboter
    (Vorlesung mit Übung, 4 SWS, Sebastian Reitelshöfer et al., Do, 14:15 - 15:45, H17 Maschinenbau; Weitere Informationen zur Veranstaltung sowie Ort und Zeit der Übungen können auf StudOn gefunden werden.)

Empfohlene Voraussetzungen:

Programmiererfahrung in C++

Inhalt:

• Roboterkinematik (kinematischer Aufbau von Standard-Robotertypen, Koordinatentransformation)
• Bewegungssteuerung und -planung
• Grundlagen des zweibeinigen Laufens
• Rechnersehen mit OpenCV
• Selbstlokalisierung
• Programmierung verteilter Robotersysteme
• Einführung in das Framework Robot Operating System (ROS)
• Verwendung von ROS zur C++- Programmierung des humanoiden Roboters NAO
• Lösung einer Teamaufgabe im Rahmen der Veranstaltung

Lernziele und Kompetenzen:

Nach dem Besuch der Lehrveranstaltung sind die Studierenden in der Lage, eigenständig auch fortgeschrittene Aufgabenstellungen in der Robotik am Beispiel des humanoiden Roboters NAO beziehungsweise an anderen Roboterkinematiken umzusetzen.

Die Vorlesung vermittelt Kenntnisse aus folgenden Bereichen:

• Grundlagen der Robotik in Bezug auf humanoide Systeme

• Roboterkinematik (kinematischer Aufbau von Standard-Robotertypen, Koordinatentransformationen, direkte und inverse Transformation)

• Roboterprogrammierung und Softwareentwicklung

• Umgang mit dem Robot Operating System ROS

• Bewegungssteuerung und -planung

• Selbstlokalisierung in unbekannten Umgebungen

• Bildverarbeitung (OpenCV)

• Auswertung multimodaler Sensoren
  

Die Studenten erwerben und trainieren im Rahmen des Praktikums zusätzlich folgende Fähigkeiten:

• Problemlösungsfähigkeit und analytisches Denken

• Projektmanagement und Teamarbeit

• Kommunikationsfähigkeit

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2011 | TechFak | Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science) | Studienrichtung Metalltechnik | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Programmierung humanoider Roboter)
2. Berufspädagogik Technik (Master of Education)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Berufspädagogik Technik (Master of Education) | Studienrichtung Metalltechnik (Masterprüfungen) | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Wahlpflichtmodule (Vertiefungsmodule) | Programmierung humanoider Roboter)
3. Berufspädagogik Technik (Master of Education)
   (Po-Vers. 2018w | TechFak | Berufspädagogik Technik (Master of Education) | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Wahlpflichtmodule (Vertiefungsmodule) | Programmierung humanoider Roboter)
4. Informatik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2009s | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Nebenfach | Nebenfach Maschinenbau | Computerintegrierte Produktion | Programmierung humanoider Roboter)
5. Informatik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2009w | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Nebenfach | Nebenfach Maschinenbau | Computerintegrierte Produktion | Programmierung humanoider Roboter)
6. Informatik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Master of Science) | Nebenfach | Nebenfach Maschinenbau | Computerintegrierte Produktion | Programmierung humanoider Roboter)
7. Maschinenbau (Master of Science)
   (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
8. Maschinenbau (Master of Science)
   (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
9. Maschinenbau (Master of Science)
   (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Vertiefung 5.4 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
10. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
11. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
12. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Vertiefung 5.4 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
13. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
14. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
15. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Vertiefung 5.4 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
16. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
17. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
18. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Vertiefung 5.4 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
19. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
20. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
21. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Vertiefung 5.4 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
22. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
23. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
24. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Vertiefung 5.4 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
25. Maschinenbau (Master of Science): 1. Semester
    (Po-Vers. 2013 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtung International Production Engineering and Management | Masterprüfung | Wahlpflichtmodule)
26. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
    (Po-Vers. 2012 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | M1-M2 Vertiefungsrichtungen | 10 Fertigungsautomatisierung und Kunststofftechnik)
27. Medizintechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
    (Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Kern- und Vertiefungsmodule der Kompetenzfelder | Studienrichtung Gerätetechnik | B8 Vertiefungsmodule MB/WW/CBI | Vertiefungsmodule aus der Studienrichtung Gerätetechnik)
28. Medizintechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Bachelorprüfung | Vertiefungsmodule MB/WW/CBI | Programmierung humanoider Roboter)
29. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2009 | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Ingenieurwissenschaftliche Studienrichtungen | Studienrichtung Maschinenbau | Vertiefung 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
30. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2009 | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Ingenieurwissenschaftliche Studienrichtungen | Studienrichtung Maschinenbau | Vertiefung 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
31. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2009 | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Ingenieurwissenschaftliche Studienrichtungen | Studienrichtung Maschinenbau | Vertiefung 5.4 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul | Programmierung humanoider Roboter)
32. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Maschinenbau | 3. Wahlpflichtmodul + Vertiefungsmodul | 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Programmierung humanoider Roboter)
33. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Maschinenbau | 3. Wahlpflichtmodul + Vertiefungsmodul | 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Programmierung humanoider Roboter)
34. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Maschinenbau | 3. Wahlpflichtmodul + Vertiefungsmodul | 5.3 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.3 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Programmierung humanoider Roboter)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Einführung in die Programmierung humanoider Roboter (Prüfungsnummer: 71241)

(englischer Titel: Basic principles of programming humanoid robots)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Klausur kann einen Anteil an Fragen im Antwort-Wahl-Verfahren (Multiple-Choice) enthalten.

Erstablegung: WS 2018/2019, 1. Wdh.: SS 2019

1. Prüfer:

Jörg Franke

Termin: 11.02.2019, 08:00 Uhr, Ort: H 7 TechF
Termin: 24.09.2019, 15:30 Uhr, Ort: FAPS Seminarraum, Raum 107.0.035, Egerlandstraße 7, 91058 Erlangen
Termin: 10.02.2020, 08:00 Uhr, Ort: H 11
Termin: 20.10.2020, 08:00 Uhr, Ort: H 8 TechF