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Teaching

From Irawiki

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Contents

Prerequisiti per lavorare in iralab

  • Se non conoscete il sistema SI studiatelo! Oppure andate a chiedere un progetto / stage / tesi altrove. Potete ad esempio guardare il materiale reperibile a questo link, relativo ai prefissi del sistema SI. Se la cosa vi richiedesse più di 5 minuti, vi preghiamo di tornare a considerare l'opportunità di chiedere altrove.
  • È molto probabile che dobbiate programmare in linguaggio C e/o C++; se non conoscete già il C e/o il C++ sappiate che lo potreste dover studiare.
  • È molto probabile che dobbiate programmare in ambiente matlab; se non conoscete già matlab sappiate che lo potreste dover studiare.

Dottorato (Ph.D. programme)

Bayes Filtering, with application to robotic perception

Laurea Magistrale (Master)

Fondamenti di Robotica / Foundation of Robotics

In questo corso si affrontano tematiche di robotica (mobile) autonoma. Il fatturato della robotica di servizio dal 2009 (dato della International Federation of Robotics) ha superato quello della robotica industriale. Si prevede un ulteriore fortissimo sviluppo di questo settore nei prossimi anni, caratterizzato da sue competenze particolari.   This course introduces to autonomous (mobile) robotics. Beginning in 2009 (source: International Federation of Robotics) the business of service robotics overcame the industrial robotics one. A further strong increase is expected in the next years for this field, which is characterized by specific competencies.

Informatica Industriale / Industrial Informatics

In questo corso si affrontano tematiche di interfacciamento e programmazione di microcontrollori; si veda il sito del corso per maggiori informazioni; per il sito dell'anno accademico 2011/12: Informatica Industriale / Informatics for Industrial Applications 2011/12.   This course deals with interfacing devices to microcontrollers as well as their programming. See the course website for more details; the website for the course given in 2011/12: Informatica Industriale / Informatics for Industrial Applications 2011/12.

Visione artificiale / Computer Vision

La visione artificiale è rilevante per diverse aree, ad esempio la video-sorveglianza (ambient intelligence, monitoraggio del traffico veicolare e/o pedonale, etc.), la robotica industriale, la robotica autonoma, etc. Il corso, dato il limitato tempo a disposizione, ha lo scopo di illustrare alcune tecniche base di visione artificiale: modellazione della proiezione, ricostruzione 3d da stereo e da movimento (tracking).   Computer Vision is relevant for many areas, e.g., video-surveillance (ambient intelligence, vehicle and/or pedestrian traffic monitoring), industrial robotics, autonomous robotics, etc. The course, given the limited amount of time, aims at introducing to some basic techniques of computer vision: projection modeling, 3D reconstruction from stereo and motion (tracking).

Soft Computing / Soft Computing

Il corso Soft Computing presenta un insieme di tecniche per la determinazione di soluzioni approssimate a problemi di ottimizzazione, in condizioni di imperfezione, imprecisione o incompletezza dell'informazione. Le tecniche sono relative agli algoritmi evolutivi, alle reti neurali (nelle parti non coperte dai corsi obbligatori del primo anno) ed ai sistemi fuzzy.   The Soft Computing course presents a set of techniques for the determination of approximate solutions to optimization problems, in situations of imperfection, un-accurateness or un-completeness of the available information. The presented techniques refer to evolutive algorithms, to neural networks (in the parts non covered by the mandatory courses of the 1st year of the laurea magistrale) and to fuzzy systems.

Laurea Triennale (Bachelor)

Robotica / Robotics

In questo corso si affrontano tematiche preliminari per la robotica, come la rappresentazione delle roto-traslazioni e poi si introducono alcuni importanti aspetti della robotica come cinematica di catene articolate seriali, introduzione al controllo di catene cinematiche seriali, sensoristica per la robotica, programmazione di robot, etc.

This course deals with representation of roto-translations, a prerequisite for living in robotics, the a few relevant issues in robotics are introduced: kinematics of articulated series of bodies, control of articulated series of bodies, sensors for robotics, robot programming.

Progetti d'esame, stage di laurea, tesi di laurea magistrale (Project proposals)

Proposte presso l'IRAlab (Proposals at IRAlab)

Attenzione!

Questa pagina è in continua evoluzione in quanto tesi, stage, progetti, etc. possono da un momento all'altro essere aggiunti, modificati o eliminati, ad esempio in caso di attribuzione ad uno studente, completamento parziale del lavoro, etc.

Noi descriviamo le proposte nella loro massima complessità, ma alcune (non tutte) di queste proposte possono essere ridotte, divise in parti o adattate per richiedere un minore sforzo da parte dello studente. Quindi, se vi piace una proposta, ma vi serve un progetto per 2 esami mentre la proposta che vi piace è compatibile anche con una tesi di laurea magistrale, si potrebbe definire come ridurre il lavoro ad un progetto per 2 esami. Siccome ciò non è sempre possibile, allora, se l'argomento della proposta è di vostro interesse (cosa che è l'aspetto più importante!), venite a chiedere se e come la proposta può essere adattata alle vostre richieste.


Trapianto del sistema di controllo di basso livello per il robot mobile Robuter.

  • Il lavoro è attualmente non assegnato, era stato assegnato a Sporchia Marco. Il lavoro non è stato completato durante il progettino d'esame per il corso "Robotica (elementi)" di Sporchia Marco.
  • Si tratta di eliminare dal robot mobile Robuter il sistema di controllo di basso livello originale, che ha un problema alla scheda di potenza, e sostituirla con il più noto sistema di controllo in uso sugli altri robot. La attività programmativa riguarderà (a seconda del tipo di lavoro: progetto, stage, etc.), il controllo di basso livello vero e proprio (nel senso di riuso del software attualmente in uso sugli altri robot), il calcolo della odometria sulla scheda di controllo di basso livello, la implementazione di alcune primitive di movimento in anello aperto (interpolazione di traiettoria), la chiusura del loop sulla odometria, primitive di movimento più sofisticate, l'integrazione della cintura di sensori ad ultrasuoni, il controllo in corrente dei motori, l'interfacciamento ad alta velocità (con definizione della modalità memoria condivisa, usb, etc.) con il controllo di alto livello, etc.


Cinematica inversa braccio montato su base mobile OTTO.

  • Il progetto è parte del progetto Grandi Attrezzatura 2008
  • Il progetto prevede sia attività pratiche che di sviluppo software; in sintesi: montaggio encoder su servo che agisce su secondo giunto; controllo del giunto (firmware su microcontrollore, programmazione di poche righe in C); porting delle procedure esistenti di cinematica inversa da mlab a C; programmazione della verifica di raggiungibilità precedente la chiamata alla cinematica inversa; calibrazione cinematica del braccio.


Interfaccia utente via web per la definizione delle missioni di movimentazione del robot.

  • Lavoro attualmente assegnato a Fontana Simone
  • Questo progetto fa parte del progetto Grandi Attrezzature 2008.
  • L'interfaccia dovrà mostrare la mappa dei piani serviti dal robot, la posizione corrente del robot, la missione corrente, il tempo residuo atteso per il termine della missione, la eventuale coda di altre missioni già assegnate, lo stato di carica, segnalare eventuali componenti non funzionanti, etc.
  • Il sistema dovrà raccogliere la richiesta dell'utente e passarla al robot e mostrare nella interfaccia web il procedere della esecuzione della missione; in caso di problemi nella esecuzione l'interfaccia dovrà loggare il fallimento, richiedere l'intervento dell'utente eventualmente anche a livello di movimentazione "manuale" del robot stesso, remotando i dati sensoriali del robot nella interfaccia per consentirgli di capire quali mosse effettuare.


Sistema di auto-localizzazione in ambiente noto (noto attraverso disegni tecnici) utilizzando come sensore di acquisizione un sensore laser scanner (SICK LSM111).

  • Questo progetto fa parte del progetto Grandi Attrezzature 2008.
  • Montaggio fisico del dispositivo sul robot (done).
    • reperimento connettori (identificazione connettori e fornitori già fatto) (done);
    • progetto montaggio fisico sensore sul robot (done);
    • esecuzione del montaggio fisico del sensore sul robot (done);
  • Interfacciamento del sensore con il sistema ARIA per il Pioneer3DX (done).
  • Interfacciamento dell'odometria via ARIA per il Pioneer3DX (done).
  • Interfacciamento del sensore con il sistema ROS (done).
  • Interfacciamento dell'odometria per il Pioneer3DX via ARIA con il sistema ROS (done).
  • Prove con il software di autolocalizzazione di ARIA.
  • Prove con il software di autolocalizzazione Particle Filter (MetalPriest).
  • Prove con il software di autolocalizzazione interno a ROS.
  • Prove di comparazione dei diversi autolocalizzatori con la Ground Truth.
  • Stesura relazione attività svolta.


Sviluppo di un prototipo di un sistema di visione artificiale per una applicazione di massa.

  • Si tratta di utilizzare 2 camere low-cost per svolgere un lavoro molto semplice di visione artificiale. Questo lavoro richiede di effettuare un tracking di blob immagine per controllare un dispositivo elettromeccanico. Le camere non hanno sovrapposizione del campo visivo (no stereo). La descrizione della applicazione non è qui disponibile in quanto si sta valutando la possibilità di un successivo sfruttamento commerciale. Il prototipo dovrà dimostrare l'idea e non coinvolgerà alcuno sviluppo embedded, che verrà eventualmente affrontato in seguito.


Sistema di pose Ground Truth per robot mobile indoor.

  • Il progetto è parte del progetto Grandi Attrezzatura 2008
  • Questo progetto ha lo scopo di usare il sistema di camere in rete per fornire istante per istante la pose (posizione ed orientamento) del robot nella zona coperta dalle camere. Il lavoro richiede lo sviluppo dei seguenti componenti hardware - software. Data l'ampio utilizzo di roto-traslazioni tra le camere della rete di camere, il robot e le camere, il sistema di led rispetto al robot, etc. è richiesto l'aver seguito il corso di "Robotica" oppure di "Visione Artificiale".
    • Una libreria dinamica per linux finalizzata all'accesso alle camere in rete da parte di un programma Linux in esecuzione su una macchina server, ad esempio una macchina del laboratorio.
    • Un sistema di led montato sul robot di cui verrà effettuata la localizzazione da una generica camera della rete di camere;
    • la elaborazione immagine finalizzata a determinare i componenti connessi corrispondenti all'immagine dei led;
    • il calcolo del baricentro delle immagini dei led;
    • la data association rispetto ai led, la cui posizione è nota sul robot;
    • la determinazione della pose del robot a partire dalle associazioni immagini dei led - led sul robot.
  • già fatto con artoolkit refined in mlab, si tratterebe di
    • effettuare tracking, che al momento non c'è
    • calibrazione accurata di tutte le camere
    • valutazione delle prestazioni del sistema mlab
    • eventuale "compilazione" mlab o porting in c sulla macchina ga08


Sistema di people guiding / following per robot mobile basato su immagini.

  • Lavoro attualmente assegnato a Fontana Simone
  • Questo progetto fa parte del progetto Grandi Attrezzature 2008.
  • A partire da un esistente sistema di person detection, tracking and localization, di cui potrebbe eventualmente essere necessario effettuare un nuovo training, andrà effettuata una validazione.
  • Sviluppo di un sistema di guida del robot sia per il task di guiding che per quello di following.

Sviluppo di un sistema di auto-localizzazione di un robot mobile in ambiente noto (attraverso disegni tecnici) utilizzando un sensore di acquisizione immagine a basso costo ed uno di immagini omni-direzionali.

  • Questo progetto fa parte del progetto Grandi Attrezzature 2008.
  • A partire da un software già esistente si dovrà prima validare e poi eventualmente lavorare ad un sistema in grado di classificare il pavimento e determinarne quindi i bordi, che saranno poi usarti per la localizzazione.
  • Per la attività sperimentale ci si appoggerà sia alla libreria di auto-localizzazione di ARIA che al software di auto-localizazione basato su Particle Filter sviluppato internamente.


Sviluppo di un sistema di auto-localizzazione di un robot in ambiente noto (noto attraverso disegni tecnici) utilizzando un sensore di acquisizione monoculare e trinoculare a segmenti 3D

  • Questo progetto fa parte del progetto Grandi Attrezzature 2008.
  • Si tratta in questo caso di implementare un sistema di data association in grado di associare le misure (segmenti immagine nel caso monoculare, 3D nel caso trinoculare) alle previsioni.


Sviluppo di un sistema missioni di delivery stampe per un robot in ambiente noto (noto attraverso disegni tecnici).

  • Lavoro attualmente assegnato a Fontana Simone
  • Questo progetto fa parte del progetto Grandi Attrezzature 2008.
  • Montaggio stampante, con dimensionamento dei consumi e batterie a bordo, eliminazione della parte di alimentazione da alternata, etc.
  • Applicazione di diverse tecniche di autolocalizzazione e pianinificazione ed esecuzione traiettoria, con logging della performance.


Sistema di controllo esposizione per camere HDR

  • Re-ingegnerizzazione di un algoritmo esistente di controllo della esposizione immagine di una camera HDR al fine di avere un thread in background che ad una certa frequenza controlla i parametri di esposizione e ad un'altra frequenza fornisce immagini usabili alle applicazioni che le richiedono.


Sistema di controllo per veicolo elettrico autonomo urbano.

  • Lavoro attualmente assegnato a Visin Francesco
  • Sviluppo di elettronica a microcontrollore, inclusa la sua programmazione (intesa come variante rispetto a programmi già esistenti), per un veicolo autonomo urbano progetto USAD, Urban Shuttles Autonomously Driven.
  • Odometria.
  • Acceleratore.
  • Sterzo.
  • Watchdog.
  • Comunicazione USB con calcolatore.
  • Impermeabilizzazione sensori ed amplificatore odometria.
  • Successiva evoluzione in sistema distribuito con CANBUS.


Sistema di tracking del materiale dell'iralab.

  • Sviluppo di un sistema che, appoggiandosi a librerie public domain di analisi di barcodes 2D, consenta di associare velocemente una voce della lista materiale dell'iralab ad un utente dell'iralab.


Sistema di abilitazione all'accesso all'iralab.

  • Sviluppo di un sistema che, appoggiandosi a librerie di riconoscimento volti 2D oppure a lettori di impronte digitali, consenta di inviare un segnale di apertura alla porta del laboratorio.

Proposte presso Kingston University (Proposals at Kingston University, UK)

Proposte su temi legati a video-sorveglianza.

Queste proposte (Oct 2008) sono presentate dal collega Sergio Velastin che lavora presso il DIRC (Digital Imaging Research Center) della Kingston University, che si trova vicino Londra (Wimbledon). Per questi lavori sono previsti dei contributi economici, per sostenere l'elevato costo della vita a Londra. Chi fosse interessato contatti Sorrenti, per attivare la parte burocratica.

Tesi di dottorato (Ph.D. research themes)

Proposte presso l'IRAlab (Proposals at IRAlab)

Come usuale in Italia, l'accesso al programma di dottorato è attraverso esame; superato l'esame è possibile definire il proprio ambito di ricerca. Presso iralab sono attive ricerche sulla robotica mobile, indoor ed outdoor (autonomous urban driving).

Proposte presso Kingston University (Proposals at Kingston University, UK)

Questa proposta (Jan 2009) è presentata dal collega Paolo Remagnino che lavora presso DIRC (Digital Imaging Research Centre) di Kingston University, che si trova vicino Londra (Wimbledon). Sono previsti dei contributi economici, per sostenere l'elevato costo della vita a Londra e gli studi di dottorato. Chi fosse interessato contatti direttamente Remagnino o Sorrenti.

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