ESOF 323
Robotik
Robotlar nasıl algılar, karar verir ve eyler: tarayıcıda çalıştırabildiğin kodla gömülü denetim, kinematik, planlama, konum belirleme, bilgisayarlı görü, derin öğrenme ve drone'lar. Donanım gerekmez; her şey simülasyonda.
Haftalık plan
| Hafta | Konu | Araçlar | Simülasyonlar |
|---|---|---|---|
| 1 | Robotiğe giriş | Bu platform (Uno laboratuvarı, çizgi izleyen simülasyonu), Arduino | Çizgi izleyen robot |
| 2 | Arduino ile gömülü programlama | Bu platform (Uno laboratuvarı), Wokwi (ESP32) | Engelleyen delay() ile millis() durum makinesi |
| 3 | Gömülü programlama II: kesmeler, zamanlayıcılar ve veri yolları | Bu platform (Uno laboratuvarı), Wokwi (ESP32, STM32) | Kesme ile yoklama: enkoder tıklarını saymak |
| 4 | Sensörler ve sinyal filtreleme | Bu platform (Uno laboratuvarı: HC-SR04, Sharp IR, MPU6050), Python | Sensör gürültüsü ve filtreleme |
| 5 | Eyleyiciler ve motor kontrolü | Bu platform (Uno laboratuvarı: L298N, TB6612, servo, step, ESC) | PWM ve motor hızı |
| 6 | Geri beslemeli kontrol ve PID | Python, bu platform | PID basamak yanıtı, Çizgi izleyen robot |
| 7 | Mobil robot ve manipülatör kinematiği | Python (NumPy, Matplotlib), bu platform | Diferansiyel sürüş kinematiği, İki eklemli kol kinematiği |
| 8 | Ara sınav | 1. ile 7. haftaları kapsar | Sensör gürültüsü ve filtreleme, PID basamak yanıtı, Diferansiyel sürüş kinematiği |
| 9 | Yol planlama ve konum belirleme | Python (NumPy), bu platform | Izgarada yol planlama, Parçacık filtresiyle konum belirleme |
| 10 | Robotlar için bilgisayarlı görü | Python (OpenCV), bu platform, Webots kamerası | Renk ve şerit ayırma |
| 11 | Robotlarda derin öğrenme ve uçta yapay zekâ | Python (PyTorch ya da Keras), bu platform, Webots | Tarayıcıda sinir ağı eğitmek |
| 12 | ROS 2 ve simülasyon | ROS 2 Jazzy (Docker ya da Ubuntu 24.04), turtlesim, Gazebo, bu platform | ROS 2 hesaplama grafiği |
| 13 | Hava robotları: uçuş denetimi, otonomi ve sürüler | Bu platform, PX4 SITL + Gazebo, MAVSDK | Quadrotor uçuş denetimi (2B), Sürü davranışı (boids) |
| 14 | Proje sunumları | Webots, proje deponuz | Renk ve şerit ayırma, Quadrotor uçuş denetimi (2B) |
Değerlendirme
40%Ara dönem
60%Final sınavı
- Ara sınav, 8. hafta
- 20%
- Dönem projesi (öneri, ara kontrol, sunum, rapor)
- 15%
- Laboratuvar görevleri ve ödevler
- 5%
Araçlar (hepsi simülasyonda)
- Bu platform: tarayıcı simülasyonları ve Hyvex parçalı Uno devre laboratuvarı
- ESP32 ve STM32 için Wokwi
- Araç ve kol projeleri için Webots
- Drone için Gazebo, PX4 SITL ve ROS 2 Jazzy
- NumPy, OpenCV ve PyTorch ile Python
Dönem projesi kolları
Üç-dört kişilik takımlar bir kol seçer. Ara teslimler: öneri 8. hafta, ara kontrol 11. hafta, sunum ve rapor 14. hafta.
- WebotsOtonom kara aracıKamerayla şerit takibi, mesafe sensörüyle engelden kaçınma ve trafik işaretlerini derin öğrenmeyle tanıyan bir araç.
- Gazebo + PX4 SITLOtonom drone göreviPX4 uçuş yazılımıyla simülasyonda kalkış, ara nokta görevi, aşağı bakan kamerayla işaretçi (ArUco) bulup üzerine hassas iniş.
- WebotsGörsel kılavuzlu robot kolKamerayla masadaki renkli küpleri bulan, ters kinematikle uzanıp kavrayan ve renklerine göre kutulara ayıran bir kol.
Okuma listesi
- Siegwart, Nourbakhsh, Scaramuzza: Introduction to Autonomous Mobile Robots
- Lynch, Park: Modern Robotics (ücretsiz çevrimiçi sürüm)
- Thrun, Burgard, Fox: Probabilistic Robotics
- Corke: Robotics, Vision and Control
- PX4, ArduPilot, ROS 2 ve Webots resmi belgeleri