Opleiding Robotica Engineer

Les 1 • Overzicht van Sensoren en Actuatoren

Geeft een overzicht van de sensor- en actuatiehardware die robotinteractie mogelijk maakt. Bereidt studenten voor op het selecteren van geschikte hardware in latere ontwerpmodules.

Les 2 • Veiligheid en Normen in de Robotica

Introduceert principes van functionele veiligheid en internationale robotica-normen. Vestigt een veiligheidsmentaliteit die in elk volgend praktisch hoofdstuk wordt toegepast.

Les 3 • Inleiding tot Robotische Systemen

Definieert robots, hun classificaties en toepassingen in de praktijk. Vestigt een gedeelde woordenschat die in de hele cursus wordt gebruikt.

Les 4 • Robotonatomie en Vrijheidsgraden

Onderzoekt schakels, gewrichten en eindeffectors als structurele bouwstenen. Koppelt fysieke structuur aan bewegingscapaciteit en werkruimtebeperkingen.

Les 1 • Stijve Lichaamstransformaties

Behandelt rotatiematrices, homogene transformaties en framesamenstelling. Vormt de geometrische ruggengraat voor alle komende kinematische berekeningen.

Les 2 • Werkruimteanalyse en Visualisatie

Karakteriseert bereikbare en bekwame werkruimten met behulp van geometrische en numerieke hulpmiddelen. Stuurt ontwerpbeslissingen voor robotplaatsing en taakuitvoerbaarheid.

Les 3 • Voorwaartse Kinematica

Leidt de pose van de eindeffector af van gewrichtsparameters met behulp van systematische methoden. Studenten passen Denavit-Hartenberg-conventies toe op meergewrichtsarmen.

Les 4 • Inverse Kinematica Methoden

Lost gewrichtsconfiguraties op voor een gewenste eindeffectorpose, zowel analytisch als numeriek. Gaat in op redundantie en de afhandeling van meerdere oplossingen.

Les 1 • Newton-Euler Dynamica

Past de Newton-Euler recursieve formulering toe om gewrichtskoppels uit beweging te berekenen. Koppelt kinematica aan de krachten die nodig zijn voor bewegingsuitvoering.

Les 2 • Wrijving, Compliantie en Speling

Modelleert niet-ideaal gewrichtsgedrag dat de positioneringsnauwkeurigheid degradeert. Bereidt studenten voor op het compenseren van echte mechanische onvolkomenheden.

Les 3 • Lagrangiaanse Dynamica Formulering

Leidt bewegingsvergelijkingen af met behulp van energiegebaseerde Lagrangiaanse mechanica. Biedt een systematisch alternatief voor Newton-Euler voor complexe systemen.

Les 4 • Actuatordimensionering en -selectie

Vertaalt dynamische koppelvereisten in specificaties voor motoren en tandwielkasten. Studenten leren actuatorprestaties af te stemmen op taakeisen.

Les 1 • PID-regeling voor Robotgewrichten

Past proportionaal-integraal-differentiële regeling toe op afzonderlijke robotgewrichten. Studenten stemmen versterkingsfactoren af met systematische methoden en evalueren prestatiemetrics.

Les 2 • Grondbeginselen van de Regeltheorie

Behandelt open-lus versus gesloten-lusregeling, overdrachtsfuncties en stabiliteitscriteria. Legt de theoretische basis voor alle robotbesturingsstrategieën.

Les 3 • Computed-Torque en Feedforward-regeling

Gebruikt het dynamische model om niet-lineariteiten te annuleren en lineaire foutdynamica te bereiken. Verbetert de volgnauwkeurigheid voorbij wat PID alleen kan bereiken.

Les 4 • Cartesiaanse en Taakruimte-Regeling

Bestuurt de positie en oriëntatie van de eindeffector direct in de Cartesiaanse ruimte. Maakt intuïtieve taakspecificatie mogelijk zonder handmatige conversie naar de gewrichtsruimte.

Les 1 • Manipulatoren Programmeren met MoveIt

Gebruikt het MoveIt-bewegingsplanningsframework om robotarmen in simulatie en op hardware aan te sturen. Behandelt URDF-modellering, planningsscènes en uitvoeringspijplijnen.

Les 2 • Robot Besturingssysteem Architectuur

Introduceert ROS-nodes, -topics, -services en het computation graph-model. Biedt de software-infrastructuur die in alle volgende programmeeroefeningen wordt gebruikt.

Les 3 • Simulatie met Gazebo

Bouwt en test robotmodellen in de Gazebo-fysicasimulator vóór gebruik op hardware. Vermindert ontwikkelingsrisico's door software te valideren in een veilige virtuele omgeving.

Les 4 • Versiebeheer en Softwarekwaliteit

Past Git-workflows, unit testing en CI-pijplijnen toe op robotsoftwareprojecten. Vestigt professionele software-engineeringpraktijken voor onderhoudbare codebases.

Les 1 • Visuele Servo-regeling en Perceptie-Actie-Lussen

Sluit de lus tussen visuele feedback en robotbeweging voor real-time regeling. Integreert perceptie met de besturingsstrategieën uit het vorige hoofdstuk.

Les 2 • Grondbeginselen van Beeldverwerking

Past filtering, randdetectie en morfologische bewerkingen toe op robotbeelden. Bouwt voorbewerkingsvaardigheden op die nodig zijn vóór feature-extractie en leren.

Les 3 • 3D-Perceptie en Dieptewaarneming

Verwerkt dieptebeelden en puntenwolken om 3D-scènegeometrie te reconstrueren. Maakt grijp planning en obstakelvermijding in ongestructureerde omgevingen mogelijk.

Les 4 • Objectdetectie en -herkenning

Traint en implementeert deep learning-detectoren voor het identificeren van objecten in robotscènes. Verbindt perceptie-output met besluitvorming voor manipulatie en navigatie.

Les 1 • Optimalisatiegebaseerde Trajectplanning

Genereert vloeiende, tijdoptimale trajecten die voldoen aan kinematische en dynamische beperkingen. Produceert uitvoerbare bewegingsprofielen voor echte robothardware.

Les 2 • Simultane Lokalisatie en Kaartconstructie

Bouwt consistente kaarten terwijl de robotpose wordt geschat met SLAM-algoritmen. Maakt autonome werking in voorheen onbekende omgevingen mogelijk.

Les 3 • Configuratieruimte en Obstakels

Transformeert werkruimteobstakels naar configuratieruimterepresentaties voor planning. Biedt het conceptuele model dat ten grondslag ligt aan alle steekproef- en graafgebaseerde planners.

Les 4 • Mobiele Robotnavigatiestack

Configureert lokalisatie, kaartconstructie en padplanning voor autonome grondrobots. Integreert sensordata met de ROS-navigatiestack voor echte implementaties.

Les 1 • Systeemarchitectuur en Ontwerppatronen

Past gedragsbomen, toestandsmachines en modulaire architecturen toe op complexe robots. Zorgt voor schaalbare, onderhoudbare software voor integratie van meerdere subsystemen.

Les 2 • Systeemtesten en Inbedrijfstelling

Voert gestructureerde integratietests, acceptatiecriteria en inbedrijfstellingsprocedures uit. Zorgt ervoor dat het geïmplementeerde systeem voldoet aan prestatie- en veiligheidsspecificaties.

Les 3 • Grijpplanning en Manipulatieplanning

Plant stabiele grijppogingen en bekwame manipulatiesequenties voor industriële taken. Combineert perceptie, kinematica en planning tot end-to-end pick-and-place-pijplijnen.

Les 4 • Mens-Robot Samenwerking

Ontwerpt veilige en efficiënte workflows waarin mensen en robots een werkruimte delen. Past collaboratieve robotnormen en intentieherkenningstechnieken toe.