Ingeniería de Sistemas y de Control (conjunto con UNED)

Máster. Curso 2018/2019.

ROBOTS AUTÓNOMOS - 604450

Curso Académico 2018-19

Datos Generales

SINOPSIS

COMPETENCIAS

ACTIVIDADES DOCENTES

Breve descriptor:

La robótica es una rama del conocimiento que tiene un gran auge en los últimos tiempos. En términos generales es posible
distinguir dos tipos de robots: los robots móviles y los robots manipuladores.

Los robots manipuladores son fundamentales para el desarrollo industrial y la automatización de procesos, por lo que su
presencia en los entornos de producción está muy extendida existiendo un gran campo de aplicación industrial.

Por otro lado los robots móviles autónomos son un campo abierto de investigación. Existen muchos tipos de robots móviles y
su configuración depende del tipo del medio en que se muevan (terrestres, marinos o aéreos) así como las condiciones del
entorno (entorno estructurado o no estructurado). Los campos de aplicación abarcan la prospección, vigilancia, rescate y mantenimiento de estructuras hasta tareas tan diversas como la exploración espacial.

La robótica móvil es por tanto un área multidisciplinar que agrega conocimientos muy diversos entre los que se incluye la
programación, la electrónica, el control, la sensorización, la visión artificial, la generación de mapas, etc....

En esta asignatura se dará una visión general de los tipos de robots móviles existentes y de cada uno de los problemas
asociados a los mismos: Percepción, Construcción de mapas, Planificación y Navegación. Además se buscará un enfoque
práctico mediante la presentación de problemas reales en los cuales se emplean robots autónomos.

Requisitos

CONTEXTUALIZACIÓN:
La asignatura se engloba dentro del módulo de Robótica y Automatización industrial del que forman parte también las asignaturas:
- Robótica industrial
- Automatización industrial

Junto con la asignatura Robótica industrial esta asignatura define la materia de Robótica. Mientras que la Robótica industrial centra su objetivo en los robots manipuladores, en esta asignatura se tratarán de abordar los problemas asociados a los robots móviles (percepción, navegación, construcción de mapas, etc...).


CONOCIMIENTOS PREVIOS RECOMENDABLES:
Para poder abordar la asignatura es conveniente que el alumno posea ciertos conocimientos previos sobre:
- Programación (a nivel básico)
- Matlab/Simulink.


Objetivos

RESULTADOS DEL APRENDIZAJE:
Una vez cursada la asignatura los alumnos tendrán una visión general de los robots autónomos y sus aplicaciones prácticas.
Además, el alumno conocerá y será capaz de aplicar los principales algoritmos relacionados con la robótica móvil y más concretamente con los robots móviles autónomos, como por ejemplo la construcción de mapas, planificación de trayectorias
y la navegación entre otros.

METODOLOGÍA:
Con cada tema se proporcionarán apuntes, referencias bibliográficas, que permitirán el estudio de cada uno de los temas.

Asimismo en cada tema se plantearán problemas de autoevaluación y prácticas a resolver por parte de los alumnos. Estas
prácticas deberán ser entregadas antes de comenzar el tema siguiente y serán consideradas en la evaluación final.

Se hará un seguimiento y una tutorización continua de los progresos del alumno a lo largo de todo el curso mediante la
corrección de las prácticas y problemas propuestos.

Además habrá una prueba presencial final. Esta prueba será una exposición oral en la que los alumnos deberán explicar el
trabajo realizado en alguna de las prácticas propuestas y contestar a las cuestiones que estime el equipo docente para
evaluar los conocimientos adquiridos por el alumno. Esta prueba se podría realizar a través de Internet si el equipo docente
lo estima conveniente.

Contenido

TEMA 1. Arquitectura y modelos En este tema se revisarán los conceptos más utilizados y relacionados con robots autónomos. Así se estudiarán las diferentes arquitecturas de control (reactivas, jerárquicas e híbridas), ejemplos de tipos de robots (de ruedas independientes, de patas, aéreos, ...) y los modelos de comportamiento (individuales, colectivos, cooperantes, ...). TEMA 2. Percepción Se estudiarán los diferentes sensores necesarios para navegación tanto de obtención de la posición (internos y externos) como detectores de obstáculos. Se hará mención especial al uso de visión artificial. Por último se realizará una pequeña introducción a la fusión e integración multisensorial. TEMA 3. Construcción de mapas Se estudiarán los diferentes métodos para representación del entorno y las diferentes formas de construcción de modelos (grid, jerárquico, ..) TEMA 4. Planificación Se aprenderá a encontrar el camino o puntos de consignas necesarios para resolver el problema de ir de un punto a otro. Para ello se estudiarán distintos métodos de planificación tanto basados en mapas de carreteras (grafos de visibilidad, voronoi, ...) como en celdas (descomposición vertical, quadtree, ...). También se estudiará los métodos para interpolación de trayectorias. TEMA 5. Navegación Se describirán las tareas de alto nivel necesarias para realizar la navegación (control) del robot autónomo. Se contemplarán aspectos como autonomía, seguridad, programación, etc. TEMA 6. Aplicaciones Se contemplarán diferentes aplicaciones sobre robots marinos, terrestres y aéreos. Estas aplicaciones procurarán mostrar los diferentes aspectos estudiados en la asignatura en el contexto de un problema y aplicación real.

Evaluación

EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJES:

Para superar la asignatura será necesario haber superado la evaluación continua de los temas y superar la prueba presencial final.La corrección de las prácticas constituirá un 40% de la nota final mientras que la prueba final aportará el otro 60%.

TUTORIZACIÓN Y SEGUIMIENTO:
Se hará un seguimiento continuado del alumno evaluando los conocimientos y destrezas adquiridos en cada uno de los temas. Para ello, en cada tema se proporcionarán prácticas a resolver por el alumno.

Para la resolución de los problemas propuestos el alumno podrá contar con la ayuda y asesoramiento del profesorado.

Bibliografía

ISBN(13): 9780792391296
Título: ROBOT MOTION PLANNING
Autor/es: Jean-Claude Latombe ;
Editorial: : KLUWER ACADEMIC PUBLISHERS

ISBN(13): 9781568810485
Título: SENSORS FOR MOBILE ROBOTS
Autor/es: H.R. Everett ;
Editorial: A.K. Peters Ltd

ISBN(13): 9788426713131
Título: ROBÓTICA: MANIPULADORES Y ROBOTS MÓVILES (2001)
Autor/es: Aníbal Ollero Baturone ;
Editorial: MARCOMBO BOIXAREU

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:
ISBN(13): 9780818620188
Título: AUTONOMOUS MOBILE ROBOTS. VOLUMEN 1: PERCEPTION,
MAPPING AND NAVIGATION
Autor/es: S. Sitharama Iyengar ; Alberto Elfes ;
Editorial: IEEE COMPUTER SOCIETY PRESS

ISBN(13): 9780818621161
Título: AUTONOMOUS MOBILE ROBOTS. VOLUMEN 2: CONTROL,
PLANNING AND ARCHITECTURE
Autor/es: S. Sitharama Iyengar ; Alberto Elfes ;
Editorial: IEEE COMPUTER SOCIETY PRESS

Otra información relevante

Los recursos de apoyo al estudiante serán apuntes de los temas, referencias bibliográficas y problemas prácticos resueltos
con Matlab/Simulink. Todo el material necesario se encontrará en el Campus Virtual.

Estructura

MódulosMaterias
No existen datos de módulos o materias para esta asignatura.

Grupos

Clases teóricas y/o prácticas
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
Grupo A - - -JOSE ANTONIO LOPEZ OROZCO


Exámenes finales
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
Grupo único de examen final - - -