Detail předmětu

Senzorika a prvky umělé inteligence

FSI-GSEAk. rok: 2010/2011

Tento kurz úzce navazuje na problematiku inteligentních mechatronických soustav. Nedílnou součástí těchto soustav jsou snímače pracující na různých fyzikálních principech. Moderní technologie výroby snímačů umožňují značnou integraci celého měřícího řetězce. Unifikace vstupů/výstupů (I/O) a standardních komunikačních rozhraní umožňuje jejich snadnou integraci do složitých řídicích soustav. Snímače zprostředkovávají jak informaci o vnitřním stavu mechatronických soustav, tak i informaci o pracovním prostředí a dalších interakcích s technologickým okolím. Snímače nalézají uplatnění v široké praxi a základní znalosti o nich patří v současnosti k základním technickým znalostem.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

Ing. Pavel Houška, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a informatiky (ÚAI)

Výsledky učení předmětu

Získání obecných zásad měření, zpracování signálů a přehledu různých typů senzorů, pracujících na různých fyzikálních principech, a jejich aplikačních možností v technické praxi. Seznámení se s moderními trendy senzoriky, fúze dat s využitím prvků a metod umělé inteligence.

Prerekvizity

Základní znalosti analogové a digitální techniky (elektronika). Základní znalosti měření elektrických a neelektrických veličin. Základní znalosti z oblasti fyziky, mechaniky, matematiky. Základní znalosti z oblasti zpracování dat a signálů.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Pro udělení zápočtu je nutná účast ve cvičeních (80 %) a zpracování protokolů k jednotlivým dílčím úlohám cvičení (konkrétní úlohy budou vždy vypsány na 1. cvičení). Zkouška se skládá s písemné části, kdy student zpracuje zvolenou problematiku přednášek (konkrétní problematika a témata budou vypsána začátkem běhu druhé poloviny přednášek). Druhá část zkoušky je ústní a bude hodnotit studenta z hlediska jeho tvůrčích schopností aplikovat získané teoretické a praktické znalosti při řešení konkrétního technického problému.

Učební cíle

Základní teoretické a praktické znalosti z oblasti aplikované senzoriky. Aplikační oblastí bude převážně automatizační technika a mechatronické soustavy. Získané znalosti umožní absolventům snadnější zařazení do řešitelských týmů, zabývajících se realizacemi inteligentních systémů v rámci interdisciplinárních oborů v inženýrské praxi.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Kontrolovanou výukou jsou semináře. Je kontrolována přítomnost na semináři a je přezkušována úroveň znalostí formou řešení seminárních úloh. Nahrazování zameškané výuku je prováděno zadáním domácí práce na příslušné téma, úroveň zpracování této práce je vyhodnocena vyučujícím.

Doporučená literatura

LabVIEW Measurements Manual, National Instruments, April 2003 Edition, Part Number 322661B-01, dostupné z www.ni.com (EN)
Husák M.: Senzorové systémy. Praha, ČVUT 1993 (CS)
Zehnula, K.: Čidla robotů. Praha, SNTL 1990 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-MET , 2. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Pavel Houška, Ph.D.

Osnova

1. Úvod, základní terminologie, obecné vlastnosti snímačů
2. Modelování a identifikace snímačů
3. Způsoby připojování snímačů - analogové připojení
4. Způsoby připojování snímačů - digitální rozhraní
5. Principy „chytrých“ snímačů
6. Integrované a MEMS snímače
7. Snímače pro měření elektrických veličin
8. Snímače pro měření teploty
9. Snímače pro měření polohy, rychlosti a zrychlení
10. Snímače pro měření tlaku, napětí, síly a kroutícího momentu
11. Snímače pro měření průtoku, množství a hmotnosti
12. Snímače pro měření výšky hladiny, hustoty a viskozity
13. Speciální snímače

Laboratoře a ateliéry

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Pavel Houška, Ph.D.

Osnova

1. Mikromechanické senzory (MEMS).
2. Opto-vláknové senzory.
3. CCD senzory a PSD senzory.
4. Mikrovlné senzory.
5. Taktilni senzory.
6. Proximitní senzory.
7. Senzory vybraných mechanických veličin (akcelerometry, gyroskopy, síly, krouticího momentu,...).
8. Biosenzory a chemické senzory.
9. Feroelektrické (piezoelektrické) senzory.
10.Komunikační, datový interface senzorů (porovnání vlastností, průmyslové standardy).
11.Multi-senzorika a integrace senzorů.
12.Přehled metod zpracování signálů, fuze dat ze senzorů (deterministické a nedeterministické matematické metody).
13.Senzory pro navigaci (inerciální, neinerciální navigace).