Datos Identificativos 2022/23
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.

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. Conceptos de Visual Studio Code.
Utilización básica de Visual Studio Code.
Configuración de Visual Studio Code para a execución de comandos de ROS.
Configuración de Visual Studio Code para a execución e depuración de nodos de ROS.
actionlib Definición de accións.
Implementación.
Laser pipeline Filtros.
Conversión de medidas en cru a nubes de puntos.
Ensamblaxe de nubes de puntos.
Robot stack Formato de descrición de robots: urdf e xacro.
Xestión das posicións das articulacións: joint state publisher.
Utilización de múltiples sistemas de coordenadas e cinemática directa: robot state publisher e geometry2 / tf2.
Control stack Interface co hardware.
Implementación dos controladores: controladores estándar.
Navigation stack Relación con laser, robot e control stacks.
Utilización de mapas.
SLAM.
Implementación de exemplos completos. Implementación de exemplos completos mediante simulación (con Gazebo) e robots reais.

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Proba mixta A6 B1 B10 C4 2.5 0 2.5
Sesión maxistral A6 B1 B10 C4 11 15.4 26.4
Prácticas de laboratorio A4 A5 A6 A9 B6 B12 B14 B18 10 15.4 25.4
Traballos tutelados A4 A5 A6 A9 B5 B6 B12 B14 B18 C5 0 18.7 18.7
 
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
Proba mixta Proba de avaliación que se realizará nas correspondentes oportunidades das convocatorias oficiais. Consistirá nunha proba escrita coa finalidade de comprobar o afianzamento dos conceptos teóricos máis importantes vistos na materia.
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. Durante a súa realización, o alumno poderá expor dúbidas ao profesor ou consultar os materiais que estime oportuno.
Traballos tutelados Realización dun ou varios traballos ao longo do cuadrimestre, de forma autónoma e titorizados polos profesores, que implicarán levar á práctica os conceptos vistos nas sesións maxistrais. Polo menos o traballo final 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.

Atención personalizada
Metodoloxías
Prácticas de laboratorio
Traballos tutelados
Descrición
Prácticas de laboratorio: a atención personalizada nas clases prácticas consistirá en resolver as dúbidas conceptuais ou procedementais que poidan xurdir durante a súa realización, modulando o tempo de atención a cada alumno en función das súas necesidades individuais.

Traballos tutelados: a atención personalizada nos traballos consistirá en titorías intermedias, durante o prazo habilitado para a súa realización, que se centrarán na revisión do traballo realizado ata ese momento, suxerindo cambios e aclarando dúbidas.

Consideracións para os alumnos con matrícula a tempo parcial: acordarase con cada un deles unha atención personalizada en todas as metodoloxías anteriores compatible coa dispoñibilidade horaria 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.
30
Traballos tutelados A4 A5 A6 A9 B5 B6 B12 B14 B18 C5 Desenvolvemento dun ou varios proxectos individuais ou en grupos reducidos. Será necesario entregar os materiais en tempo e forma seguindo as indicacións do enunciado. Polo menos o traballo final 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.
70
 
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 nos traballos tutelados sexa maior ou igual que 5.
  2. 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 = 0,3*PM + 0,7*TT
Notas sobre as actividades:
  • No caso dos alumnos matriculados a tempo parcial, ofreceráselles a posibilidade de pasar a parte da puntuación dos traballos tutelados á proba mixta. Igualmente cos alumnos que se presenten na convocatoria de decembro. Por iso, é necesario que os estudantes se poñan en contacto cos profesores ao comezo do curso.
  • 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 nos traballos tutelados gárdanse para a oportunidade de xullo, NON SENDO POSIBLE REPETILOS.
  • De acordo ao artigo 14, apartados 1 e 3 da 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, 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.

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