Technische Universität Ilmenau

Robotvision - Modultafeln of TU Ilmenau

The module lists provide information on the degree programmes offered by the TU Ilmenau.

Please refer to the respective study and examination rules and regulations for the legally binding curricula (Annex Curriculum).

You can find all details on planned lectures and classes in the electronic university catalogue.

Information and guidance on the maintenance of module descriptions by the module officers are provided at Module maintenance.

Please send information on missing or incorrect module descriptions directly to modulkatalog@tu-ilmenau.de.

module properties Robotvision in degree program Master Informatik 2013
module number200087
examination number220457
departmentDepartment of Computer Science and Automation
ID of group 2233 (Neuroinformatics and Cognitive Robotics)
module leaderProf. Dr. Horst-Michael Groß
term winter term only
languageDeutsch
credit points5
on-campus program (h)45
self-study (h)105
obligationelective module
examexamination performance with multiple performances
details of the certificateDas Modul Robotvision mit der Prüfungsnummer 220457 schließt mit folgenden Leistungen ab:
  • schriftliche Prüfungsleistung über 90 Minuten mit einer Wichtung von 100% (Prüfungsnummer: 2200747)
  • Studienleistung mit einer Wichtung von 0% (Prüfungsnummer: 2200748)


Details zum Abschluss Teilleistung 2:

Erfolgreiche Implementierung von zwei vorgegebenen Navigationsalgorithmen im vorhandenen Navigationsframe Simulator

alternative examination performance due to COVID-19 regulations incl. technical requirements
signup details for alternative examinations
maximum number of participants
previous knowledge and experience

Kognitive Robotik

learning outcome

Im Modul "Robotvision" haben die Studierenden die Begrifflichkeiten und das Methodenspektrum des Maschinellen Sehens mit Fokus in der mobilen Robotik kennen gelernt. Sie haben das Paradigma der handlungsorientierten Wahrnehmung - insbesondere zur visuellen Roboternavigation in natürlicher Umwelt verstanden. Sie beherrschen wichtige Basisoperationen für die visuelle Wahrnehmung der Umgebung (Tiefe, Bewegung, Hindernisse, Freiraum, Räumlichkeiten, eigene Position in der Welt) und können Handlungskonsequenzen aus der visuellen Wahrnehmung der Umgebung ableiten. Sie haben Techniken der vision-basierten Umgebungswahrnehmung und der lokalen und globalen Navigation von Kognitiven Robotern in komplexer realer Einsatzumgebung kennen gelernt.

Die Studierenden sind in der Lage, Fragestellungen aus dem o. g. Problemkreisen zu analysieren, durch Anwendung des behandelten Methodenspektrums Lösungskonzepte für unterschiedliche Fragestellungen der Service- und Assistenzrobotik zu entwerfen und umzusetzen, sowie bestehende Lösungskonzepte zu bewerten. Vor- und Nachteile der Komponenten und Verfahren im Kontext praktischer Anwendungen sind den Studierenden bekannt. Nach intensiven Diskussionen während der Übungen und zur Auswertung des Praktikums (Teilleistung 2) können die Studierenden Leistungen ihrer Mitkommilitonen richtig einschätzen und würdigen. Sie berücksichtigen Kritik, beherzigen Anmerkungen und nehmen Hinweise an.

content

Das Modul vermittelt das erforderliche Methodenspektrum aus theoretischen Grundkenntnissen und praktischen Fähigkeiten zum Verständnis, zur Implementierung und zur Anwendung von Verfahren der vision-basierten Roboternavigation sowie zur erforderlichen Informations- und Wissensverarbeitung. Es vermittelt sowohl Faktenwissen, begriffliches und algorithmisches Wissen aus folgenden Themenkomplexen:

  • Basisoperationen d. Roboternavigation
  • Neuronale Basisoperationen der visuo-motorischen Verarbeitung - der neuronale Instruktionssatz: funktionelle und topografische Abbildungen (u.a. log-polare Abbildung), Auflösungspyramiden, neuronale Felddynamik, ortsvariante Informationsverarbeitung
  • Basisoperationen & Technologien für die visuelle Umgebungswahrnehmung:
    • Detektoren & Deskriptoren für Interest-Points in 2D-Bildern
    • Bewegungssehen und optischer Fluss
    • Tiefenwahrnehmung, Tiefenkameras (RGB-D Kameras)
    • Detektoren & Deskriptoren für Tiefenbilder (3D-Bilder)
    • Visuelle Odometrie
  • Vision-basierte Roboternavigation
    • Hindernisvermeidung (u.a. flussbasiert, Untergrund-Segmentierung)
    • Mapping und Selbstlokalisation
    • Visuelles SLAM (Simultaneous Localization and Map Building inkl. ORB-SLAM)
  • Innovative Entwicklungen (z.B. Semantisches Labeln)
  • Exemplarische Software-Implementierungen von Basisoperationen

Im Rahmen des Praktikums werden die behandelten methodischen und algorithmischen Grundlagen der vision-basierten Roboternavigation durch die Studierenden selbst softwaretechnisch umgesetzt und im Rahmen eines vorgefertigten Robotersimulations-Frameworks implementiert (Teilleistung 2).

Link zum Moodle-Kurs

https://moodle2.tu-ilmenau.de/course/view.php?id=3744

 

media of instruction and technical requirements for education and examination in case of online participation

Präsenzvorlesung mit Powerpoint, Arbeitsblätter zur Vorlesung, Übungsaufgaben, Videos, Python Apps, e-Learning mittels "Jupyter Notebook", Moodle-Kurs

 

Link zum Moodle-Kurs

https://moodle2.tu-ilmenau.de/course/view.php?id=3744

literature / references

- Hertzberg, J., Lingemann, K., Nüchter, A.: Mobile Roboter, Springer 2012

- Siegwart, R., Nourbakhsh, I. R., Scaramuzza, D.: Introduction to Autonomous Mobile Robots. MIT Press 2004

- Jähne, B. Digitale Bildverarbeitung. Springer Verlag 2005

- Bradsky, G., Kaehler, A. Learning OpenCV: Computer Vision with OpenCV Library

- Siciliano, B., Khatib: O. Springer Handbook of Robotics, Springer 2016

- Thrun, S., Burgard, W., Fox, D.: Probabilistic Robotics, MIT Press 2005

 

evaluation of teaching