Napredne metode vodenja avtonomnih sistemov

Opis predmeta

• Uvod v avtonomne sisteme – mobilni sistemi, brezpilotne letalne naprave, vesoljska plovila
• Metode za lokalizacijo in kartiranje, hkratna lokalizacija in kartiranje (angl. kratica SLAM), razširjeni Kalmanov filter in sekvenčne naključne metode ocenjevanja (angl. particle filter) položaja, orientacije in značilk okolja
• Vodenje na najvišjem nivoju – strategije vodenja večagentnih sistemov
• Načrtovanje poti – princip optimalnosti, optimizacija poti z omejitvami (izogibanje oviram, neholonomnost, dinamične omejitve, omejitve aktuatorjev), tirnice umetnih satelitov
• Optimalno vodenje ob upoštevanju motenj
• Metode načrtovanja robustnega vodenja v frekvenčnem prostoru
• Vodenje avtonomnih sistemov po predpisani poti
• Vodenje avtonomnih sistemov s končno definiranim ciljem
• Adaptivno vodenje avtonomnih sistemov
• Vodenje avtonomnih sistemov z reševanjem linearnih matričnih neenačb

Cilji in kompetence

• predstaviti problematiko vodenja avtonomnih sistemov
• predstaviti metode za lokalizacijo in kartiranje
• predstaviti problematiko vodenja na višjih nivojih
• predstaviti problematiko optimalnega in adaptivnega vodenja avtonomnih sistemov
• predstaviti orodja za robustno vodenje avtonomnih sistemov

Metode poučevanja in učenja

Predavanja, seminarsko delo.

Predvideni študijski rezultati

• osnovna znanja iz področja avtonomnih mobilnih sistemov in večagentnih sistemov

• napredni pristopi pri vodenju avtonomnih sistemih
• izvedba pristopov za lokalizacijo, kartiranje oklice,
• uporaba osvojenih znanj pri projektnem delu

Reference nosilca

1. KLANČAR, Gregor, TESLIĆ, Luka, ŠKRJANC, Igor. Mobile-robot pose estimation and environment mapping using an extended Kalman filter. International Journal of Systems Science, vol. 45, no. 12, str. 2603-2618, 2014.
2. KLANČAR, Gregor, BLAŽIČ, Sašo, MATKO, Drago, MUŠIČ, Gašper. Image-based attitude control of a remote sensing satellite. Journal of intelligent & robotic systems, ISSN 0921-0296, vol. 66, no. 3, str. 343-357, 201
3. KLANČAR, Gregor, MATKO, Drago, BLAŽIČ, Sašo: A Control Strategy for Platoons of Differential-Drive Wheeled Mobile Robot. Robotics and Autonomous Systems, vol. 59, no. 2, str. 57-64, 2011.
4. KLANČAR, Gregor, ZDEŠAR, Andrej, BLAŽIČ, Sašo, ŠKRJANC, Igor: Wheeled mobile robotics : from fundamentals towards autonomous systems, Elsevier: Butterworth-Heinemann, Cambridge, 2017.
5. KLANČAR, Gregor, ŠKRJANC, Igor. Tracking-error model-based predictive control for mobile robots in real time. Robotics and Autonomous Systems, vol. 55, no. 6, str. 460-469, 2007.

Temeljni viri in literatura

1. Gregor Klančar, Andrej Zdešar, Sašo Blažič, Igor Škrjanc: Wheeled mobile robotics : from fundamentals towards autonomous systems, Elsevier: Butterworth-Heinemann, Cambridge, 2017.
2. Gregory Dudek, Michael Jenkin: Computational Principles of Mobile Robotics, Cambridge University Press, New York, 2010.
3. Howie Choset, Kevin M. Lynch, Seth Hutchinson, George A. Kantor, Wolfram Burgard, Lydia E. Kavraki, Sebastian Thrun, Principles of Robot Motion: Theory, Algorithms, and Implementations (Intelligent Robotics and Autonomous Agents series), MIT Press, Cambridge, 2005.
4. Sebastian Thrun, Wolfram Burgard, Dieter Fox: Probabilistic Robotics (Intelligent Robotics and Autonomous Agents series), MIT Press, Cambridge, 2006.
5. Michael Wooldridge: An Introduction to MultiAgent Systems, Second Edition, John Wiley & Sons, Chichester, England, 2009.
6. J. Andrade-Cetto, A. Sanfeliu, Environment Learning for Indoor Mobile Robots, Springer, 200
7. G. Balas, R. Chiang, A. Packard, M. Safonov, Robust Control Toolbox 3, User’s Guide, MathWorks, 2008
8. K. J. Åström, B. Wittenmark, Adaptive Control, Second Edition, Addison-Wesley Publishing Company, Inc., Reading, 1995.