Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Systemy wizyjne w robotyce
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RAIR-2-203-RT-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Robotyka
Kierunek:
Automatyka i Robotyka
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Kohut Piotr (pko@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Zapoznanie się ze strukturą systemu wizyjnego oraz nabycie umiejętności tworzenia podstawowych jego algorytmów

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Ma szczegółową wiedzę w zakresie parametrów i zasady działania wybranych czujników i systemów wizyjnych oraz podstawową w zakresie metod przetwarzania obrazów AIR2A_W07, AIR2A_W02 Wykonanie projektu,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Orientuje się w obecnym stanie oraz najnowszych trendach rozwojowych czujników i systemów wizyjnych stosowanych w technice AIR2A_W02 Wykonanie projektu,
Sprawozdanie,
Aktywność na zajęciach,
Prezentacja
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi posługując się odpowiednio dobranymi narzędziami, opracowywać algorytmy przetwarzania obrazów, planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary właściwe dla systemów wizyjnych stosowanych w robotyce i technice oraz interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski AIR2A_U03, AIR2A_U07 Wykonanie projektu,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach,
Odpowiedź ustna,
Prezentacja
M_U002 Potrafi dokonać analizy sposobu funkcjonowania i ocenić systemy wizyjne oraz ich komponenty w zastosowaniach technicznych AIR2A_U03 Wykonanie projektu,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach,
Odpowiedź ustna,
Prezentacja
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane projekty i eksperymenty AIR2A_K01 Prezentacja,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji,
Zaangażowanie w pracę zespołu
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
34 14 0 20 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Ma szczegółową wiedzę w zakresie parametrów i zasady działania wybranych czujników i systemów wizyjnych oraz podstawową w zakresie metod przetwarzania obrazów + - + - - - - - - - -
M_W002 Orientuje się w obecnym stanie oraz najnowszych trendach rozwojowych czujników i systemów wizyjnych stosowanych w technice + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi posługując się odpowiednio dobranymi narzędziami, opracowywać algorytmy przetwarzania obrazów, planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary właściwe dla systemów wizyjnych stosowanych w robotyce i technice oraz interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi dokonać analizy sposobu funkcjonowania i ocenić systemy wizyjne oraz ich komponenty w zastosowaniach technicznych - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane projekty i eksperymenty - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 60 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 34 godz
Przygotowanie do zajęć 12 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 4 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (14h):

Zastosowania systemów wizyjnych robotyce oraz technice. Ogólna struktura systemu wizyjnego oraz charakterystyka jego elementów. Zadania i rola systemu wizyjnego.
Środki i metody akwizycji obrazów. Formułowanie obrazu, modele kamer.
Wybrane metody wstępnego przetwarzania obrazów.
Metody segmentacji i analizy obrazu.
Pomiar cech obiektów oraz sposoby ich opisu. Metody rozpoznawania obiektów
Metody kalibracji kamery.
Systemy wizyjne oraz języki programowania robotów.
Prototypowanie algorytmów przetwarzania obrazów w różnych środowiskach programistycznych oraz systemach czasu rzeczywistego

Ćwiczenia laboratoryjne (20h):

Akwizycja, przetwarzanie i analiza obrazów w oparciu o biblioteki openCV, kalibracja systemu
Akwizycja, przetwarzanie i analiza obrazów w oparciu w środowisku Matlab/Simulink, kalibracja systemu
Systemy wizyjne robotów – kalibracja, programowanie oraz tworzenie algorytmów wizyjnych
Programowanie czujników wizyjnych oraz systemów wizyjnych.
Prototypowanie algorytmów przetwarzania obrazów w oparciu o wybrane biblioteki zawierające metody wizyjne oraz w systemach czasu rzeczywistego.
(Projekt) Opracowanie wybranego zagadnienia/ problemu dotyczącego systemów i technik wizyjnych:
a) Analiza stanu obecnego oraz dobór czujników i systemów wizyjnych do zadanego problemu z zakresu techniki, medycyny
b) Analiza stanu obecnego oraz opracowanie problemu z zastosowaniem dostępnych bibliotek wizyjnych z zakresu techniki, medycyny

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych odbywa się na podstawie średniej ważonej ocen ze sprawozdań obejmujących zagadnienia z poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych, odpowiedzi ustnych z przygotowania do zajęć laboratoryjnych oraz opracowania i prezentacji projektów. Warunkiem koniecznym uzyskania zaliczenia jest oddanie kompletu sprawozdań oraz projektu.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Średnia ważona ocen z ćwiczeń laboratoryjnych (60%) oraz ocena z projektu (40%)

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

W przypadku nieobecności na ćwiczeniach laboratoryjnych, nie przekraczających 30% ogólnej liczby zajęć, student kontaktuje się z prowadzącym w celu wyznaczenia formy uzupełnienia zaległości.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość zagadnień informatycznych;
Umiejętność pracy w pakietach Matlab/Simulink;
Podstawy programowania w języku C;

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Castleman K. R.: Digital Image processing, Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 1996
Gonzales R.C, Woods R.E.: Digital Image Processing using Matlab, Prentice Hall , 2004
Tadeusiewicz R.: Systemy wizyjne robotów przemysłowych, WNT, Warszawa, 1992
Tadeusiewicz R . Korohoda P., Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazów, Wyd.FPT, 1997
Wróbel Z., Koprowski R.: Praktyka przetwarzania obrazów w programie Matlab, EXIT, 2005
Hartley R., Zisserman A., Multiple view geometry in computer vision, Cambridge Univ. Press,2003
Jain R., Kasturi R., Schunck B., Machine vision, McGraw-Hill Inc. New York, 1996
Davies E. R., Computer and Machine Vision: Theory, Algorithms, Practicalities, Academic Press, 2005

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Kohut P., Metody wizyjne w robotyce, Cz.1/Cz.2, Przegląd Spawalnictwa, 2008 R. 80 nr 12, s. 1–25./2009 R. 81 nr 1, s. 31–38
2.Kohut P., Mechatronics systems supported by vision techniques, Solid State Phenomena ;2013 vol.196, s. 62–73
3. Kohut P., Holak K., Uhl T., Ortyl Ł, Owerko T., Kuras P., Kocierz R., Monitoring of a civil structure’s state
based on non-contact measurements, Structural Health Monitoring An Int. Journ., Vol. 12 Issue 5-6, 2013, pp. 411 – 429,
4. Korta J., Kohut P., Uhl T., OpenCV based vision system for industrial robot-based assembly station: calibration and testing, Pomiary, Automatyka, Kontrola , 2014 vol. 60 nr 1, s. 35–38.
5. Kohut P, Kurc K, Szybicki D, Cich W, Burdzik R., Vision-based motion analysis and deflection measurement of a robot’s crawler unit, Journal of Vibroengineering ; 2015 vol. 17 iss. 8, s. 4112–4121
6. Kohut P., Giergiel M., Cieslak P., Ciszewski M., Buratowski T., An underwater robotic system for reservoir maintenance, Journal of Vibroengineering, Vol. 18, Issue 6, 2016
7.Majkut K., Giergiel M., Kohut P., Crawler robot kinematics modeling by using a two-wheeled approach,
Journal of Mechanical Science and Technology, vol.31, No.2, pp 893–901, 2017,
8. Ciszewski M., Mitka Ł, Kohut P., Buratowski T., Giergiel M., Robotic system for off-shore infrastructure monitoring, Journal of Marine Engineering & Technology, 16(4), pp.310-318, 2017,
9. Lisowski W, Kohut P, A low-cost vision system in determination of a robot end-effector’s positions,
Pomiary Automatyka Robotyka ; 2017 R. 21 nr 4, s. 5–13

Informacje dodatkowe:

Brak