ПРИЛОЖЕНИЕ

1.	Введение в робототехнику: Сенсорика мобильных роботов (от сенсорики до интеллекта)
2.	Преподаватель: профессор Павловский Владимир Евгеньевич
3.	Аннотация курса: В спецкурсе приводятся основные сведения о сенсорах роботов, затем с использованием этих данных изучаются задачи навигации мобильных роботов (локализация и прокладка пути), базовые задачи теории регуляторов с приложениями к роботам, рассматриваются задачи систем технического зрения, дальнометрии и задачи поиска и пеленгации объектов. Заканчивается курс обсуждением задач синтеза поведения роботов и примеров задач Искусственного Интеллекта в робототехнике. Слушатели курса получат необходимые знания для создания современных сенсорных систем для управления роботами.
4.	Тематическое содержание курса:

Тема 1	Сенсоры роботов - физические принципы работы, классификация, примеры. Задачи сенсорики.	
Тема 2	Дальномерная и угломерная локализация. Модель точных измерений.	
Тема 3	Маячная навигация. Метод наименьших квадратов в дальномерной локализации.	
Тема 4	Одометрическая локализация. Свойства.	
Тема 5	Пространства представления данных об окружающей среде робота. Построение базовых графов: сеточные представления, квадродеревья, граф видимости.	
Тема 6	Метод потенциалов (силовых полей) прокладки пути робота. Расчетные модели. Уравнения.	
Тема 7	Графовые модели прокладки пути робота. Волновой алгоритм.	
Тема 8	Графовые модели прокладки пути робота. Алгоритм Дейкстры.	
Тема 9	Графовые модели прокладки пути робота. Алгоритм А*.	
Тема 10	ПИД-регулятор. Свойства. Понятие о терминальном управлении.	
Тема 11	Понятие о системах технического зрения. Локальные операторы над матрицей яркости на примере оператора выделения контура (скачка градиента яркости).	
Тема 12	Техническое зрение. Метод выделения цветоконтрастной полосы на изображении.	
Тема 13	Дальномерные системы. Матрица дальностей, ее использование для планирования  движения робота. Метод эвристического выделения препятствий по нормалям к поверхности. 	
Тема 14	Задача многолучевой пеленгации.	
Тема 15	Синтез поведения, схемы синтеза. Поведенческая робототехника.	
Тема 16	ИИ в робототехнике. Синтез гипотез, рассуждения. ДСМ в интеллектуальной робототехнике.	
Тема 17*	SLAM методы и алгоритмы в задаче локализации.	
* - если специальный курс читается в нечетном семестре (продолжительность нечетного семестра 18 недель, четного семестра 17 недель).

5.	Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки результатов обучения, характеризующих этапы формирования компетенций.
Вопросы к экзамену составляются из 17 тем курса, изложенных в п. 4.
Примеры экзаменационных вопросов:
1.	Дальномерная и угломерная локализация. Модель точных измерений.
2.	Одометрическая локализация.
3.	Маячная навигация. Метод наименьших квадратов.
4.	Метод потенциалов прокладки пути робота. Расчетные модели. Уравнения.
5.	Графовые модели. Алгоритм Дейкстры. Пример (звезда).
6.	Графовые модели. Алгоритм А*. Пример.
7.	Сенсоры роботов - физические принципы работы, классификация, примеры.
8.	Понятие о системах технического зрения. Локальные операторы над матрицей яркости на примере оператора выделения контура (скачка градиента яркости).
9.	Метод выделения цветоконтрастной полосы на изображении.
10.	Задача многолучевой пеленгации.
11.	Дальномерные системы. Матрица дальностей, ее использование для планирования движения робота. Метод выделения препятствий по нормалям к поверхности.
Типовые задачи:
1.	Построить граф видимости для типичной аудитории.
2.	План здания (коридор учебного корпуса). Предложить метод обхода.
3.	Построить пример волнового алгоритма для сетки 5х5. 1 препятствие.
4.	Построить пример алгоритма Дейкстры для графа «звезда 5 лучей».
5.	Построить пример алгоритма Дейкстры для графа «звезда 6 лучей».
6.	Построить распределение нормалей для пирамиды.
7.	Описать локальные операторы над матрицей яркости.

Оценивание результатов обучения происходит на основании ответов на вопросы экзаменационного билета. Билет состоит из двух вопросов из списка экзаменационных вопросов и одной задачи.
Примеры экзаменационных билетов:
Билет № 1.
1.	Дальномерная и угломерная локализация. Модель точных измерений.
2.	Понятие о системах технического зрения. Локальные операторы над матрицей яркости на примере оператора выделения контура (скачка градиента яркости).
3.	Задача: Построить распределение нормалей для пирамиды.
Билет № 2.
1.	Одометрическая локализация.
2.	Задача многолучевой пеленгации.
3.	Задача: Построить пример алгоритма Дейкстры для графа «звезда 5 лучей».

6.	Ресурсное обеспечение:
•	Перечень основной учебной литературы:
1.	Голубев Ю.Ф. Основы теоретической механики. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2000.
2.	Маркеев А.П. Теоретическая механика. М.: Наука, 1990.
3.	Т.Бройнль Встраиваемые робототехнические системы. Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2012. 520 с.
4.	Е.И.Юревич Основы робототехники. СПб.: Изд-во БХВ, 2010. 360 с.
•	Перечень дополнительной учебной литературы:
1.	Дж. Крейг Введение в робототехнику: Механика и управление. Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2013.
2.	Хорн Б.К. Зрение роботов. М.: Мир, 1989. 489 с.
3.	Форсайт Дэвид, Понс Жан Компьютерное зрение. Современный подход. М.: ИД «Вильямс», 2004.
4.	Стюарт Рассел, Питер Норвиг Искусственный интеллект. Современный подход. М.: ИД «Вильямс», 2015.
•	Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»:
1.	http://www.prorobot.ru/13/zrenie-robotov.php
2.	http://www.nehudlit.ru/books/detail8073.html
3.	http://neuronus.com/stat.html
4.	https://ru.wikipedia.org/wiki/Искусственный_интеллект