機器人學：多軸旋翼機 - 109學年度
本課程是由 國立陽明交通大學機械工程學系 提供。
1. The basics of robotic systems
2. Kinematics and dynamics of multirotor systems
3. Motion planning
4. Estimation
5. Navigation and control
6. Robot Operating System
7. Final project.
課程用書：
1. Quan, Quan. Introduction to Multicopter Design and Control, Springer, 2017. DOI:10.1007/978-981-10-3382-7.
2. Engineering Mechanics Dynamics, 14th edition in SI units, R. C. Hibbeler.
為求學習成效完美，請購買課本！
| 授課教師 | 機械工程學系 程登湖老師 |
|---|---|
| 課程學分 | 3學分 |
| 授課年度 | 109學年度 |
| 授課對象 | 研究所 |
| 預備知識 | Linear control systems, Dynamics |
| 課程提供 | 課程影音 課程綱要 課程行事曆 |
| 週次 | 課程內容 | 課程影音 | 課程下載 |
|---|---|---|---|
| 多軸旋翼機系統介紹 | 線上觀看 | MP4下載 | |
| Ubuntu與ROS 基本安裝及設定 | 線上觀看 | MP4下載 | |
| Git與ROS 介紹 (1)助教 01:37:46~01:38:50 提到的補充資料：http://wiki.ros.org/catkin/package.xml?fbclid=IwAR2k9iC5lQ3tD-2o4B3TsiVlOFhFBWU-mAUUW6XipunRLF4uR-mqWF5WSro (2) (整堂課堂範圍的範例)可以給學習者練習：http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials/WritingPublisherSubscriber%28c%2B%2B%29?fbcli | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 運動學(如: 歐拉角、四元數、座標系轉換) | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 多軸旋翼機的動態 | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 凸函數最佳化 | 線上觀看 | MP4下載 | |
| Madgwick算法以及QP最佳化 | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 非線性控制器: 幾何追蹤控制器 | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 系統穩定性分析 | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 幾何追蹤控制器的穩定性分析 | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 卡爾曼濾波器、擴展卡爾曼濾波器、無損卡爾曼濾波 | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 在模擬環境中的多軸旋翼機 | 線上觀看 | MP4下載 | |
| 誤差狀態卡爾曼濾波 | 線上觀看 | MP4下載 |
課程目標
The basics of robotic systems
Kinematics and dynamics of multirotor systems
Motion planning
Estimation
Navigation and control
Robot Operating System
Final project
課程章節
| 章節 | 章節內容 |
| Kinematics and dynamics of multirotor systems | Translational and rotational dynamics, Euler angles, quaternion |
| Motion planning | Time, motion, quadratic programming, minimum snap trajectory generation |
| Estimation | Sensing and estimation, Madgwick filter, KF, EKF, UKF |
| Navigation and control | Introduction to PID controller, nonlinear controller (i.e., geometric controller) |
| Robot Operating System | Introduction to ROS, programming, communication with flight controller |
| System integration and experiments | Introduction to flight controller, MAVLink, MAVProxy, assembly of a quadrotor, flight test |
| The basics of robotic systems | Applications, mechanics, Agility and Maneuverability |
課程書目
1. Quan, Quan. Introduction to Multicopter Design and Control, Springer, 2017. DOI:10.1007/978-981-10-3382-7.
2. Engineering Mechanics Dynamics, 14th edition in SI units, R. C. Hibbeler.
評分標準
| 項目 | 百分比 |
| Homework | 10% |
| Midterm | 30% |
| Final exam | 30% |
| Final report | 30% |
本課程行事曆提供課程進度與考試資訊參考。
學期週次 | 上課日期 | 參考課程進度 |
第一週 | 2021/2/22 |
|
| 第二週 | 2021/3/1 |
|
| 第三週 | 2021/3/8 |
|
| 第四週 | 2021/3/15 |
|
| 第五週 | 2021/3/22 |
|
| 第六週 | 2021/3/29 |
|
| 第七週 | 2021/4/5 |
|
| 第八週 | 2021/4/12 |
|
| 第九週 | 2021/4/19 |
|
| 第十週 | 2021/4/26 |
|
| 第十一週 | 2021/5/3 |
|
| 第十二週 | 2021/5/10 |
|
| 第十三週 | 2021/5/17 |
|
| 第十四週 | 2021/5/24 |
|
| 第十五週 | 2021/5/31 |
|
| 第十六週 | 2021/6/7 |
|
| 第十七週 | 2021/6/14 |
|
| 第十八週 | 2021/6/21 |
|