Praktikum Roboternavigation (RoboNav-Pra)2.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Robot Navigation)
(Prüfungsordnungsmodul: Laborpraktikum Roboternavigation)

Lehrveranstaltungen:

• • Praktikum Roboternavigation
    (Praktikum, 3 SWS, Moritz Sackmann et al., Fr, 9:00 - 13:00; Livestream; Vorbesprechung: 30.10.2020, 9:00 - 11:00 Uhr)

Empfohlene Voraussetzungen:

Keine formalen Voraussetzungen, geeignet für Masterstudium, der Besuch der Vorlesung Integrierte Navigationssysteme, Multimediakommunikation und/oder einer Vorlesung zu Regelungstechnik ist hilfreich. Kenntnisse in Python sind erforderlich. Eine Kombination mit dem Seminar Roboternavigation bietet sich an, ist aber nicht zwingend.

Inhalt:

1. Einstieg in ROS

• Einrichtung des Roboter Operating Systems der Open Source Robotics Foundation (OSRF) und Einführung in das Betriebssystem (Linux Ubuntu in Virtual Box)

2. Sensoren: Laserscanner, Kamera und WLAN

• Kantendetektion mit Laserscanner (Tiefeninformation)

• Kantendetektion mit KinectKamera: OpenCV (Computer Vision)

• Navigation mit WLAN (Fingerprinting)

3. Sensordatenfusion: Kalman Filter
4. Robotersteuerung

• Autonom und durch Mensch-Maschine-Interaktion

• Bahnplanung

• Längs- und Querregelung

5. Integration der Komponenten zur Lösung einer Navigationsaufgabe

• Eine Ortungsaufgabe – Wettbewerb

• Transfer auf realen Roboter
  

Lernziele und Kompetenzen:

1. Die Studierenden entwickeln ein grundlegendes Verständnis, wie ein Roboter-Betriebssystem (ROS – Robot Operating System, www.ros.org) aufgebaut sein kann. Die Studierenden setzen es für einfache Navigationsaufgaben ein.
2. Die Studierenden entwickeln ein grundlegendes Verständnis, wie aus Sensordaten Merkmale extrahiert und mittels Sensorfusion zur Navigation eingesetzt werden.
3. Die Studierenden vollziehen nach, wie ein Roboter mittels Gestik gesteuert werden kann oder selbst seine Bahn anhand einer Karte plant und dieser folgt.
4. Die Studierenden erlernen Grundkenntnisse in der Programmiersprache Python

Bemerkung:

Demoprojekt: https://www.studon.fau.de/studon/goto.php?target=grp_1947253
Praktikums-Auftritt im StudOn: https://www.studon.fau.de/studon/goto.php?target=crs_1528132

Organisatorisches:

Online-Angebot
Sämtliche Informationen werden über die Studon-Gruppe kommuniziert: https://www.studon.fau.de/studon/goto.php?target=crs_1528132 Zur Durchführung des Praktikums werden die Studierenden ihren Rechner von einem USB-Stick starten, auf dem ein Ubuntu-System mit sämtlichen benötigten Programmen vorinstalliert ist. Im Vergleich zu bisherigen Semestern kommen zusätzlich zwei Programme hinzu:

• Chrome Remote Desktop zur Unterstützung aus der Ferne sowie
  

• Discord zur Audiokommunikation mit dynamischen Gruppengrößen.

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Berufspädagogik Technik (Master of Education)
   (Po-Vers. 2020w | TechFak | Berufspädagogik Technik (Master of Education) | Gesamtkonto | Praktikum der Fachwissenschaft | Laborpraktikum Roboternavigation)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Roboternavigation (Prüfungsnummer: 77101)

Studienleistung, Praktikumsleistung, unbenotet, 2.5 ECTS

weitere Erläuterungen:
unbenotet
Zu jedem der zehn Laborversuche werden die häusliche Vorbereitung, die Durchführung sowie die Interpretation der Simulations- und Messergebnisse mit einem kleinen Fragenkatalog online geprüft. Die Versuche werden in Zweiergruppen durchgeführt, notfalls in Einer- oder Dreiergruppen. Alle Versuche müssen bestanden sein, ein nicht bestandener Versuch kann am Praktikumsende wiederholt werden. Zum Bestehen eines Versuchs muss der Vorbereitungstest im StudOn bestanden werden, sowie während des Versuchstermins ein im Skript für den jeweiligen Termin gesetzter Meilenstein (Programmieraufgabe) erreicht werden. Wird der Meilenstein nicht erreicht, kann die Lösung zum nächsten Termin nachgereicht werden.

Prüfungssprache: Deutsch

Erstablegung: WS 2020/2021, 1. Wdh.: SS 2021

1. Prüfer:

Jörn Thielecke