Datos Identificativos 2020/21
Asignatura (*) Desenvolvemento de Aplicacións en Robótica: ROS Avanzado Código 770538014
Titulación
Máster Universitario en Informática Industrial e Robótica
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Mestrado Oficial 2º cuadrimestre
Primeiro Optativa 3
Idioma
Castelán
Galego
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Ciencias da Computación e Tecnoloxías da Información
Coordinación
Becerra Permuy, Jose Antonio
Correo electrónico
jose.antonio.becerra.permuy@udc.es
Profesorado
Becerra Permuy, Jose Antonio
Mallo Casdelo, Alma María
Correo electrónico
jose.antonio.becerra.permuy@udc.es
alma.mallo@udc.es
Web
Descrición xeral O obxectivo desta materia é que o alumno sexa capaz de abordar aplicacións de robótica reais con ROS e Python, incluíndo probas con simuladores físicos 3D e a implantación en robots reais.
Plan de continxencia 1. Modificacións nos contidos
Non se realizarán cambios.

2. Metodoloxías
*Metodoloxías docentes que se manteñen
Mantéñense todas as metodoloxías.

*Metodoloxías docentes que se modifican
Todas as metodoloxías terán que ser adaptadas. Así, a sesión maxistral, as prácticas de laboratorio e a proba mixta realizaranse mediante Teams e / ou Moodle. A presentación dos traballos tutelados realizarase tamén mediante Teams. Os dispositivos físicos empregados en todas as metodoloxías serán substituídos por simuladores.

3. Mecanismos de atención personalizada ao alumnado
Fóra das titorías en despacho, mantéñense os mesmos mecanismos de atención personalizada, a saber: videoconferencia e mensaxería por Teams, Moodle e correo electrónico, por esta orde de preferencia.
Adicionalmente, se o profesorado observa que hai dúbidas comúns a un grupo de alumnos, poderanse programar titorías de grupo reducido mediante videoconferencia por Teams.

4. Modificacións na avaliación
Non hai cambios na avaliación, máis aló de que será realizada telemáticamente mediante Moodle ou Teams.

*Observacións de avaliación:

5. Modificacións da bibliografía ou webgrafía
Toda a bibliografía recomendada foi adquirida pola biblioteca do centro en PDF ademais de en papel, polo que podería ser proporcionada aos alumnos. No caso de que iso non fose posible por unha cuestión de dereitos de autor, o profesorado proporcionaría unha substitutoria de libre acceso.

Competencias do título
Código Competencias do título
A4 CE04 - Capacidad para uso y desarrollo de código y librerías que permitan captar el entorno y actuar sobre él en sistemas robóticos y/o industriales
A5 CE05 - Capacidad para uso y desarrollo de código y librerías que permitan realizar visión por computador o realidad aumentada sobre sistemas robóticos y/o industriales
A6 CE06 - Capacidad para diseñar, simular y/o implementar soluciones tecnológicas que impliquen el uso de robots y/o sistemas de informática industrial en un entorno, contemplando aspectos éticos y legales
A9 CE09 - Capacidad para el uso, simulación y diseño de sistemas mecánicos empleados en entornos robóticos y/o industriales
B1 CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
B5 CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
B6 CG1 - Buscar y seleccionar alternativas considerando las mejores soluciones posibles
B10 CG5 - Capacidad para proponer nuevas soluciones en proyectos, productos o servicios
B12 CG7 - Analizar de forma crítica la propia experiencia de prácticas
B14 CG9 - Aplicar conocimientos de ciencias y tecnologías avanzadas a la práctica profesional o investigadora
B18 CG13 - Plantear y resolver problemas, interpretar un conjunto de datos y analizar los resultados obtenidos; en el ámbito de la informática industrial y la robótica
C4 CT04 - Desarrollar el pensamiento crítico
C5 CT05 - Adquirir la capacidad para elaborar un trabajo multidisciplinar

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Saber desenvolver aplicacións de robótica complexas utilizando un IDE completo, incluíndo a depuración dos nodos. AM4
AM6
BM14
Saber utilizar un simulador 3D en ROS. AM4
AM5
AM6
AM9
BM12
BM14
Coñecemento dalgunhas librerías habituais en ROS para a utilización de sensores e actuadores habituais, incluíndo cámaras. AM4
AM5
AM6
AM9
BM14
Coñecemento de librerías que permiten implementar técnicas SLAM en ROS. AM4
AM5
AM6
AM9
BM1
BM5
BM6
BM10
BM12
BM14
BM18
CM4
CM5
Experiencia no desenvolvemento de aplicacións ROS sobre robots reais. AM4
AM5
AM6
AM9
BM1
BM5
BM6
BM10
BM12
BM14
BM18
CM4
CM5

Contidos
Temas Subtemas
Integración de ROS nun IDE de Python. ROS en Visual Studio Code.
Depuración con Winpdb.
Simulación 3D en ROS. Gazebo.
Exemplos de utilización de sensores e actuadores reais con ROS. 2D range finders.
3D sensors.
Pose estimation.
Cameras.
ROS Control.
Utilización de cámaras e librerías de procesado de imaxes en ROS. ROS Pipeline.
Imaxe RGB.
Imaxe estéreo.
Imaxe de profundidad.
SLAM en ROS. OpenSLAM GMapping.
Hector SLAM.
OpenVSLAM.
Implementación de exemplos completos utilizando simulación e robots reais. Implementación de exemplos completos utilizando simulación e robots reais.

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral A6 B1 B10 C4 7 10.5 17.5
Prácticas de laboratorio A4 A5 A6 A9 B6 B12 B14 B18 10 15 25
Traballos tutelados A4 A5 A6 A9 B5 B6 B12 B14 B18 C5 0 28.5 28.5
Proba mixta A6 B1 B10 C4 2 0 2
 
Atención personalizada 2 0 2
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Actividade presencial na aula que serve para establecer os conceptos fundamentais da materia. Consiste na exposición oral facendo uso profuso de medios audiovisuais e buscando a participación dos alumnos mediante a formulación de casos prácticos e a realización de preguntas, co fin de facilitar a aprendizaxe e fomentar o espírito crítico.
Prácticas de laboratorio Mediante esta actividade os alumnos implementarán no laboratorio pequenos programas / sistemas que exemplificarán os conceptos vistos nas sesións maxistrais, de forma que poidan probar no mundo real algúns dos métodos e técnicas, e valorar de primeira man os problemas (e as súas implicacións) que xorden na implementación.
Traballos tutelados Realización dun ou varios traballos ao longo do cuadrimestre, expostos de forma incremental, realizados de forma autónoma e titorizados polos profesores, que implicarán levar á práctica gran parte dos conceptos vistos nas sesións maxistrais. O traballo será realizado en grupo e os alumnos entregarán, en soporte informático, unha memoria e terán que realizar tamén unha presentación ante o profesor e os seus compañeiros de clase.
Proba mixta Proba de avaliación que se realizará nas correspondentes oportunidades das convocatorias oficiais. Consistirá nunha proba escrita con preguntas moi breves e / ou de tipo test, coa finalidade de comprobar o afianzamento dos conceptos teóricos máis importantes vistos na materia.

Atención personalizada
Metodoloxías
Traballos tutelados
Descrición
Traballos tutelados: será necesario mostrar os avances que se vaian realizando para ofrecer a orientación adecuada, resolver dúbidas e asegurar a calidade do traballo. Estas titorías realizaranse en grupo e de forma presencial no despacho do profesor.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Proba mixta A6 B1 B10 C4 Proba final da materia que consistirá na realización dun exame individual. Esta proba terá preguntas de tipo teóricas e prácticas relacionadas cos conceptos estudados nas clases maxistrais, nas prácticas de laboratorio ou cos contidos dos traballos / proyectos tutelados.

Nomenclatura empregada na sección de observacións para esta actividade:
PM: nota obtida nesta proba.
25
Prácticas de laboratorio A4 A5 A6 A9 B6 B12 B14 B18 Consistirá na recompilación de todas as prácticas de laboratorio realizadas durante o curso. Estas deberán realizarse no tempo asignado ás clases prácticas, e entregaranse ao final das mesmas. Durante a súa realización, o alumno pode expor dúbidas ao profesor ou consultar os materiais que estime oportuno. Por tanto, esta actividade avaliará o traballo diario do alumno nas clases prácticas.

Nomenclatura empregada na sección de observacións para esta actividade:
PL: nota obtida nos exercicios realizados nas clases prácticas de laboratorio.
35
Traballos tutelados A4 A5 A6 A9 B5 B6 B12 B14 B18 C5 Desenvolvemento dun proxecto aplicado en grupos reducidos. Será necesario entregar os materiais (documento e presentación) en tempo e forma seguindo as indicacións do enunciado. Ademais, requirirá a exposición oral por parte de todos os integrantes do grupo de traballo, empregando para iso a presentación entregada. A non realización da presentación supoñerá unha nota de cero nesta actividade.

Nomenclatura empregada na sección de observacións para esta actividade:
TT: nota obtida no traballo tutelado.
40
 
Observacións avaliación
Para poder aprobar a materia o estudante deberá cumprir os seguintes requisitos (puntuación entre 0 e 10 en todas as actividades):
  1. Que a nota nas prácticas de laboratorio sexa maior ou igual que 5.
  2. Que a nota no traballo tutelado sexa maior ou igual que 5.
  3. Que a nota na proba mixta sexa maior ou igual que 5.
Se non se cumpren todos os requisitos anteriores a  cualificación será de suspenso e a nota numérica máxima que se poderá obter, na oportunidade correspondente, será de 4,5 puntos. Se se cumpren os requisitos esixidos, a nota final calcularase da seguinte forma:

NOTA FINAL = 0,35× PL + 0,40* TT + 0,25* PM

Aínda que a asistencia ás clases non é obrigatoria, o primeiro requisito converte en moi difícil aprobar a materia se o número de ausencias ás clases no laboratorio é elevado.

No caso dos alumnos matriculados a tempo parcial, dependendo das circunstancias e se os profesores considérano necesario, a parte da puntuación das diferentes prácticas de laboratorio poderá pasarse ao traballo tutelado, a cambio da obrigación da existencia dunha titoría cada semana para garantir o correcto aproveitamento da materia.

Notas sobre as actividades:

- Todas as actividades terán unha única oportunidade para a súa entrega durante o curso académico, salvo a proba mixta que terá dúas oportunidades oficiais de exame. Por tanto, as notas obtidas durante o curso nas prácticas e no traballo tutelado gárdanse para a oportunidade de xullo, NON SENDO POSIBLE REPETILAS.

- De acordo ao artigo 14, apartados 1 e 3 da normativa*, a copia ou intento de copia (ou calquera comportamento impropio) durante unha proba implicará a  cualificación de suspenso cun 0 nas dúas oportunidades da convocatoria anual.

- De acordo ao artigo 14, apartado 4 da mesma normativa, o plaxio de calquera traballo implicará a  cualificación de suspenso cun 0 no devandito traballo.

* Normativa de avaliación, revisión e reclamación das cualificacións dos estudos de grao e máster universitario, cuxa última versión é do 29 de xuño de 2017.

Fontes de información
Bibliografía básica Newman, W. (2017). (2017). A Systematic Approach to Learning Robot Programming with ROS.. CRC Press.
Joseph, L., & Cacace, J. (2018). Mastering ROS for Robotics Programming: Design, build, and simulate complex robots using the Robot Operating System. Second Edition.. Packt Publishing Ltd.
Fairchild, C., & Harman, T. L. (2017). ROS Robotics By Example: Learning to control wheeled, limbed, and flying robots using ROS Kinetic Kame. Second Edition.. Packt Publishing Ltd.

Bibliografía complementaria


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Python para Enxeñeiros Introdutorio/770538011
Desenvolvemento de Aplicacións en Robótica: Introdución a ROS/770538013

Materias que se recomenda cursar simultaneamente
Python para Enxeñeiros Avanzado/770538012

Materias que continúan o temario

Observacións
Para axudar a conseguir unha contorna sustentable e cumprir co obxectivo da acción número 5 ("Docencia e investigación saudable e sustentable ambiental e social") do "Plan de Acción Green Campus Ferrol" a entrega dos traballos documentais que se realicen nesta materia:

1. Solicitarase en formato virtual e/ou soporte informático.

2. Realizarase a través de Moodle, en formato dixital sen necesidade de imprimilos.

3. De realizarse en papel:

- Non se empregarán plásticos.

- Realizaranse impresións a dobre cara.

- Empregarase papel reciclado.

- Evitarase a impresión de borradores.


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías