Ce cours fait partie de la Spécialisation Robotique

4.5
étoiles
2,919 évaluations

89 %

Vijay Kumar

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Offert par

Spécialisation RobotiqueUniversité de Pennsylvanie

À propos de ce cours

55 827 consultations récentes

How can we create agile micro aerial vehicles that are able to operate autonomously in cluttered indoor and outdoor environments?  You will gain an introduction to the mechanics of flight and the design of quadrotor flying robots and will be able to develop dynamic models, derive controllers, and synthesize planners for operating in three dimensional environments.  You will be exposed to the challenges of using noisy sensors for localization and maneuvering in complex, three-dimensional environments.  Finally, you will gain insights through seeing real world examples of the possible applications and challenges for the rapidly-growing drone industry.
Mathematical prerequisites: Students taking this course are expected to have some familiarity with linear algebra, single variable calculus, and differential equations.

Programming prerequisites: Some experience programming with MATLAB or Octave is recommended (we will use MATLAB in this course.) MATLAB will require the use of a 64-bit computer.

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Compétences que vous acquerrez

Motion Planning
Robotics
Quadcoper
Matlab

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Enseignant

Évaluation de l'enseignant

4,59/5 (299 évaluations)

Vijay Kumar

Nemirovsky Family Dean of Penn Engineering and Professor of Mechanical Engineering and Applied Mechanics

School of Engineering and Applied Science

124 428 étudiants

2 cours

Offert par

Université de Pennsylvanie

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Programme de cours : ce que vous apprendrez dans ce cours

Évaluation du contenu89%(10,937 évaluations)

Semaine

Semaine 1

3 heures pour terminer

Introduction to Aerial Robotics

Welcome to Week 1! In this week, you will be introduced to the exciting field of Unmanned Aerial Robotics (UAVs) and quadrotors in particular. You will learn about their basic mechanics and control strategies and realize how careful component selection and design affect the vehicles' performance. This week also provides you with instructions on how to download and install Matlab. This software will be used throughout this course in exercises and assignments, so it is strongly recommended to familiarize yourself with Matlab soon. Tutorials to help you get started are also provided in this week.

3 heures pour terminer

16 vidéos (Total 74 min), 4 lectures, 2 quiz

16 vidéos

Unmanned Aerial Vehicles7 min

Quadrotors3 min

Key Components of Autonomous Flight1 min

State Estimation7 min

Applications3 min

Meet the TAs52s

Basic Mechanics4 min

Dynamics and 1-D Linear Control10 min

Design Considerations3 min

Design Considerations (continued)4 min

Agility and Maneuverability7 min

Component Selection4 min

Effects of Size4 min

Supplementary Material: Introduction3 min

Supplementary Material: Dynamical Systems3 min

Supplementary Material: Rates of Convergence3 min

4 lectures

Setting up your Matlab programming environment10 min

Matlab Tutorials - Introduction to the Matlab Environment10 min

Matlab Tutorials - Programming Basics10 min

Matlab Tutorials - Advanced Tools10 min

2 exercices pour s'entraîner

1.130 min

1.230 min

Semaine

Semaine 2

5 heures pour terminer

Geometry and Mechanics

Welcome to Week 2 of the Robotics: Aerial Robotics course! We hope you are having a good time and learning a lot already! In this week, we will first focus on the kinematics of quadrotors. Then, you will learn how to derive the dynamic equations of motion for quadrotors. To build a better understanding on these notions, some essential mathematical tools are discussed in supplementary material lectures. In this week, you will also complete your first programming assignment on 1-D quadrotor control. If you have not done so already, please download, install, and learn about Matlab before starting the assignment.

5 heures pour terminer

19 vidéos (Total 117 min)

19 vidéos

Transformations16 min

Rotations4 min

Euler Angles12 min

Axis/Angle Representations for Rotations14 min

Angular Velocity9 min

Supplementary Material: Rigid-Body Displacements6 min

Supplementary Material: Properties of Functions3 min

Supplementary Material: Symbolic Calculations in Matlab4 min

Supplementary Material: The atan2 Function2 min

Supplementary Material: Eigenvalues and Eigenvectors of Matrices5 min

Supplementary Material: Quaternions2 min

Supplementary Material: Matrix Derivative1 min

Supplementary Material: Skew-Symmetric Matrices and the Hat Operator4 min

Formulation3 min

Newton-Euler Equations6 min

Principal Axes and Principal Moments of Inertia6 min

Quadrotor Equations of Motion5 min

Supplementary Material: State-Space Form4 min

Supplementary Material: Getting Started With the First Programming Assignment3 min

1 exercice pour s'entraîner

2.130 min

Semaine

Semaine 3

5 heures pour terminer

Planning and Control

Welcome to Week 3! We have developed planar and three-dimensional dynamic models of the quadrotor. This week, you will learn more about how to develop linear controllers for these models. With this knowledge, you will be required to complete the second programming assignment of this course, which focuses on controlling the quadrotor in two dimensions. We encourage you to start working on the assignment soon. This week ends with a discussion on motion planning for quadrotors.

5 heures pour terminer

9 vidéos (Total 65 min)

9 vidéos

2-D Quadrotor Control8 min

3-D Quadrotor Control7 min

Time, Motion, and Trajectories9 min

Time, Motion, and Trajectories (continued)9 min

Motion Planning for Quadrotors12 min

Supplementary Material: Minimum Velocity Trajectories from the Euler-Lagrange Equations2 min

Supplementary Material: Solving for Coefficients of Minimum Jerk Trajectories5 min

Supplementary Material: Minimum Velocity Trajectories3 min

Supplementary Material: Linearization of Quadrotor Equations of Motion5 min

1 exercice pour s'entraîner

330 min

Semaine

Semaine 4

5 heures pour terminer

Advanced Topics

Welcome to Week 4! So far, we have gone over the basics of developing linear controllers for quadrotors and motion planning. In this last week of the course, we will discuss some more advanced material on how to enable quadrotors to perform more agile maneuvers and to operate autonomously in teams. Note that the last programming assignment on quadrotor control in three dimensions uses material from the previous weeks. It is strongly recommended to start the assignment as soon as possible.

5 heures pour terminer

5 vidéos (Total 68 min)

Avis

4.5

734 avis

5 stars
68,31 %
4 stars
23,15 %
3 stars
4,41 %
2 stars
1,84 %
1 star
2,26 %

Meilleurs avis pour ROBOTICS: AERIAL ROBOTICS

par LM6 janv. 2019

A great course for anyone starting out to study robotics. Modelling, transformation, control, etc. are nicely introduced without resorting to mathematical rigour, as it should be in an MOOC.

par AD23 août 2016

Great class with lots of wonderful information!

I just wish the homeworks were less of a tedious exercise of controller tuning and more about implementing theory. Other than that, great course!

par ND17 sept. 2016

Good contents! However, the lectures are long and a bit rushed. This course is definitely not for everyone! Assignment for week 3 definitely need an extra lecture to explain to do PID tuning.

par JL12 oct. 2017

It is a really good course, full of interesting topics. The teacher is very good and the TA also very good. Learned a lot and an introduction to further learning. Appreciate it.

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À propos du Spécialisation Robotique

The Introduction to Robotics Specialization introduces you to the concepts of robot flight and movement, how robots perceive their environment, and how they adjust their movements to avoid obstacles, navigate difficult terrains and accomplish complex tasks such as construction and disaster recovery. You will be exposed to real world examples of how robots have been applied in disaster situations, how they have made advances in human health care and what their future capabilities will be. The courses build towards a capstone in which you will learn how to program a robot to perform a variety of movements such as flying and grasping objects.

Foire Aux Questions

Quand aurai-je accès aux vidéos de cours et aux devoirs ?
L’accès à des vidéos de cours et des devoirs dépend de votre type d’inscription. Si vous suivez un cours en mode auditeur libre, vous pourrez voir la plupart des contenus de cours gratuitement. Pour accéder aux devoirs notés et obtenir un certificat, vous devrez acheter une expérience de certificat, pendant ou après avoir assister au cours en tant qu’auditeur libre. Si vous ne visualisez pas l’option auditeur libre :
Il est possible que le cours ne propose pas d’option auditeur libre. Vous pouvez en revanche accéder à un essai gratuit ou faire une demande d'aide financière.
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À quoi ai-je droit si je m'abonne à cette Spécialisation ?
Lorsque vous vous inscrivez au cours, vous bénéficiez d'un accès à tous les cours de la Spécialisation, et vous obtenez un Certificat lorsque vous avez réussi. Votre Certificat électronique est alors ajouté à votre page Accomplissements. À partir de cette page, vous pouvez imprimer votre Certificat ou l'ajouter à votre profil LinkedIn. Si vous souhaitez seulement lire et visualiser le contenu du cours, vous pouvez accéder gratuitement au cours en tant qu'auditeur libre.
Une aide financière est-elle possible ?
Oui. Dans certains programmes d’apprentissage, vous pouvez demander une aide financière ou une bourse d’études si vous ne pouvez pas payer les frais d’inscription. Si une aide financière ou une bourse d’études est disponible pour le programme d’apprentissage choisi, vous trouverez un lien pour faire une demande sur la page de description.

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