Herzlich willkommen!

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... zum Semesterbeginn und zur Vorlesung Robotik Projekt

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Prof. Dr. Sebastian Zug, Technische Universität Bergakademie Freiberg

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Vorlesung Robotik Projekt

Zielstellung der Veranstaltung im Wintersemester

Die Veranstaltung richtet sich an Informatiker und Mathematiker und adressiert die folgenden Punkte:

• Einführung in das Robot Operating System (ROS)

• Gegenüberstellung von ROS1 und ROS2

• Elemente von Robotersystemen und deren Implementierung wie

  • Grundlagen der Sensoren und deren Einbettung in ROS
  • Sensordatenverarbeitung und Fusion
  • zentrale Algorithmen in Robotikanwendungen
  • Aktoren und deren Regelung
  • Verhaltensplanung für Roboter

• Softwareengineering für Robotikanwendungen

Zielstellung der Veranstaltung im Sommersemester

Die Vorlesungen und Übungen dienen der Vorbereitung auf die praktischen Aufgaben im Sommersemester 2025.

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Organisatorisches (WS 2024/25)

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Dozenten

Name	Email
Sebastian Zug	[email protected]
Gero Licht	[email protected]

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Ursprüngliche Inhalte der Veranstaltung 2023/24

Datum	Titel
18.10.2023	Einführung
25.10.2023	Klassen und Strukturen
01.11.2023	Speicher und Pointer
08.11.2023	Templates
15.11.2023	Vererbung und C++ Standardbibliothek
22.11.2023	Entwurfsmodelle
29.11.2023	Einführung ROS2
06.12.2023	ROS2 Entwicklungsprozess
13.12.2023	ROS2 Entwicklungsprozess Beispiele
20.12.2023	ROS2 Kommunikation
10.01.2024	Sensoren
17.01.2024	Sensoren
24.01.2024	Sensordatenverarbeitung
31.01.2024	Regelungstechnik
07.02.2024	Datenfusion

Inhalte der Veranstaltung 2024/25

Datum	Titel
17.10.2024	Einführung
24.10.2024	Einführung ROS2
31.10.2024	Feiertag
07.11.2024	ROS2 Entwicklungsprozess
14.11.2024	ROS2 Entwicklungsprozess Beispiele
21.11.2024	ROS2 Kommunikation
28.11.2024
05.12.2024
12.12.2024	...
19.12.2024
09.01.2025	Regelungstechnik
16.01.2025	Datenfusion
23.01.2025
30.01.2025	...
06.02.2025

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Prüfungsleistungen

Die Veranstaltung ist in zwei Teile gegliedert. Im Wintersemester werden Sie zunächst mit den Grundlagen vertraut gemacht, um :

• als Informatiker schließen Sie die Veranstaltung am Ende des Sommersemesters mit der praktischen Arbeit ab,
• als Mathematiker mit einer kleineren Aufgabe am Ende des Wintersemesters

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Ablaufplan Übungen der Übungen dieses Semesters

Wir beginnen zunächst mit den Übungen zur Verwendung von C++/Python (nächste Woche) unter ROS starten im November mit der Verwendung des "persönlichen" Roboters. Dafür stellen wir Ihnen ab November einen TurtleBot 3 zur Verfügung, den Sie für die Realisierung der Aufgaben nutzen können.

Tragen Sie sich bitte in den Kurs Softwaretechnologie-Projekt (Prototyp) im e-learning System OPAL ein.

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Praktische Aufgabe im Sommersemester 2024

Rückblick auf vergangene Jahre

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Wir bemühen uns darum ein Team aus dem vergangen Jahr zu überreden, Ihnen nochmals die Ergebnisse vorzustellen. Damit gewinnen Sie einen Überblick zur Komplexität des Projektes.

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Zeitaufwand und Engagement

Die Veranstaltung wird mit 9 CP in Ihrem Studienverlauf abgebildet. Entsprechend beträgt der Zeitaufwand insgesamt 270 Stunden und setzt sich aus 105h Präsenzzeit und 165h Selbststudium zusammen.

Die eigene Beschäftigung mit der Programmierung unter Linux und den Konzepten von ROS ist für das erfolgreiche Bestehen der Veranstaltung unabdingbar!

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Literaturempfehlungen

Vorlesungen

• Vorlesung "Objektorientierte Programmierung mit C++ " der Universität Ulm (Dr. Andreas F. Borchert) Link
• Vorlesung "Programmieren in C++" der Universität Freiburg (Frau Prof. Dr. Hannah Bast) Link

Videotutorials

• Youtube Kanal von "The Cherno", Link
• Wikibooks "C++-Programmierung", Link

Talks

• Stroustrup, Bjarne - "The Essence of C++" , Link
• Stroustrup, Bjarne - "Learning and Teaching Modern C++", Link

Bücher

• Torsten T. Will, "C++ - Das umfassende Handbuch", Rheinwerk Computing 2019

Ok, womit soll ich anfangen?

1. Legen Sie sich ein Repository an, mit dem Sie gemeinsam mit Kommilitonen arbeiten!
2. Entscheiden Sie sich für Linux als Betriebssystem auf Ihrem Rechner :-), in diesem Fall sind alle Tools die Sie im Laufe des Semesters benötigen, sofort greifbar.
3. Starten Sie mit kleinen Beispielen, um Ihre algorithmischen Fähigkeiten zu schulen und sich zum anderen mit der Semantik von C++ vertraut zu machen.

Wenn Sie Punkt 2. nicht uneingeschränkt folgen wollen, hätten Sie zumindest für die Einführung zu C++ unter Windows folgende Möglichkeiten:

Toolchain	Link	Bemerkung
Visual Studio Code	Tutorial	für C++ Teil zu empfehlen
Linux-Subsystem	Microsoft Dokumentation	zu empfehlen

Hinsichtlich Ihres Lieblingseditors haben Sie sicher schon eine Wahl getroffen.

Wie können Sie zum Gelingen der Veranstaltung beitragen?

• Stellen Sie Fragen, seinen Sie kommunikativ!
• Organisieren Sie sich in Arbeitsgruppen!
• Experimentieren Sie mit verschiedenen Entwicklungsumgebung um "Ihren Editor" zu finden
• Machen Sie Verbesserungsvorschläge für die Vorlesungsfolien!

Sie wollen gleich starten?

1. ... als studentischer Mitarbeiter

2. ... in einem studentischen Projekt

Los gehts ...

... mit dem Thema