Herzlich willkommen!

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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

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

• aufbauend auf dem vorangegangenen Kurs Softwareentwicklung werden die Konzepte von C++ erläutert

• 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
  • Aktoren und deren Regelung
  • Verhaltensplanung für Roboter

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

Organisatorisches (WS 2023/24)

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Dozenten

Name	Email
Sebastian Zug	sebastian.zug@informatik.tu-freiberg.de
Gero Licht	gero.licht@informatik.tu-freiberg.de

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Inhalte der Veranstaltung

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

Demo - ROS Integration von Sensoren

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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++ (November) und starten im Dezember 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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Für den kommenden Donnerstag nächster Woche ist eine Präsentation der Ergebnisse des vergangenen Semesters geplant. Diese Veranstaltung findet online statt. Einzelheiten dazu werden im OPAL geteilt.

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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 C++ Programmierung 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?

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