Робототехника: воздушная робототехника

По материалам The University of Pennsylvania.

О курсе

Как создать маневренные летательные аппараты на микроуровне, способные автономно работать в загроможденных помещениях и на открытом воздухе? Вы познакомитесь с механикой полета и проектированием квадрокоптеров летающих роботов, а также сможете разрабатывать динамические модели, создавать контроллеры и синтезировать планировщики для работы в трехмерной среде. Вы столкнетесь с проблемами использования шумных датчиков для определения местоположения и маневрирования в сложных трехмерных средах. Наконец, вы получите представление о реальных примерах возможных приложений и проблем для быстрорастущей индустрии дронов.

Предварительные требования к математике: студенты, проходящие этот курс, должны иметь некоторое представление о линейной алгебре, исчислении с одной переменной и дифференциальных уравнениях.

Предварительные требования к программированию: рекомендуется некоторый опыт программирования с MATLAB или Octave (мы будем использовать MATLAB в этом курсе).

MATLAB потребует использования 64-битного компьютера.

Курс предложен
Университутом Пенсильвании.

Пенсильванский университет (обычно именуемый Penn) - частный университет, расположенный в Филадельфии, штат Пенсильвания, США. Член Лиги плюща, Пенн является четвертым по возрасту высшим учебным заведением в Соединенных Штатах и считает себя первым университетом в Соединенных Штатах, где есть как бакалавриат, так и аспирантура.

Программа курса

4 недели

# 1 Неделя

Введение в воздушную робототехнику

16 видео (всего 74 мин.), 4 чтения, 2 викторины

Добро пожаловать на первую неделю! На этой неделе вы познакомитесь с захватывающей областью беспилотной воздушной робототехники (БПЛА) и, в частности, квадрокоптеров. Вы узнаете об их базовой механике и стратегиях управления и поймете, как тщательный выбор компонентов и конструкция влияют на характеристики автомобилей. На этой неделе вы также узнаете, как загрузить и установить Matlab. Это программное обеспечение будет использоваться на протяжении всего курса в упражнениях и заданиях, поэтому настоятельно рекомендуется в ближайшее время ознакомиться с Matlab. На этой неделе также представлены учебные пособия, которые помогут вам начать работу.

# 2 неделя

Геометрия и механика

19 видео (всего 117 мин)

Добро пожаловать на вторую неделю курса «Робототехника: воздушная робототехника»! Мы надеемся, что вы хорошо проводите время и уже многому научились! На этой неделе мы сначала сосредоточимся на кинематике квадрокоптеров. Затем вы научитесь составлять динамические уравнения движения квадрокоптеров. Чтобы лучше понять эти понятия, некоторые важные математические инструменты обсуждаются в дополнительных материалах лекций. На этой неделе вы также выполните свое первое задание по программированию одномерного управления квадрокоптером. Если вы еще этого не сделали, загрузите, установите и узнайте о Matlab, прежде чем приступить к выполнению задания.

# 3 неделя

Планирование и контроль

9 видео (всего 65 мин)

Добро пожаловать на третью неделю! Нами разработаны планарные и трехмерные динамические модели квадрокоптера. На этой неделе вы узнаете больше о том, как разрабатывать линейные контроллеры для этих моделей. Обладая этими знаниями, вам потребуется выполнить второе задание по программированию этого курса, в котором основное внимание уделяется двухмерному управлению квадрокоптером. Мы призываем вас в ближайшее время приступить к работе над заданием. Эта неделя заканчивается обсуждением планирования движений квадрокоптеров.

# 4 неделя

Продвинутые темы

5 videos (Total 68 min)

Добро пожаловать на 4-ю неделю! Пока что мы рассмотрели основы разработки линейных контроллеров для квадрокоптеров и планирования движения. На этой последней неделе курса мы обсудим более сложные материалы о том, как дать квадрокоптерам возможность выполнять более маневренные маневры и работать автономно в командах. Обратите внимание, что в последнем задании по программированию управления квадрокоптером в трех измерениях используется материал предыдущих недель. Настоятельно рекомендуется приступить к выполнению задания как можно скорее.