26 | 0:00:00 Start 0:00:05 Start 0:01:52 Inhalt 0:03:02 Perzeption: Arten der Demonstration 0:08:29 Perzeption: Marker-basierte optisch-passive Bewegungserfassung 0:12:13 Perzeption: Marker-basierte optisch-aktive Bewegungserfassung 0:15:11 Perzeption: Mechanische Bewegungserfassung 0:18:20 Perzeption: Magnetische/akustische Bewegungserfassung 0:21:14 Perzeption: Master Motor Map (MMM) Framework 0:27:29 Perzeption: Marker-lose optische Bewegungserfassung 0:32:00 Perzeption: Multimodale Interaktionen für PdV 0:34:20 Kognition: Lernen und Repräsentation von Fähigkeiten und Aufgaben 0:37:26 Kognition: Lernen einer Fähigkeit (PdV) 0:53:09 Kognition: Roboterprogrammierung durch Vormachen 0:54:42 Kognition: Vorverarbeitung: Segmentierung von Demonstrationen 1:16:24 Zusammenfassung

Robotik 1 - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS19/20

26: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2019/20, 06.02.2020

25 | 0:00:00 Start 0:00:43 Aufgabe 1 0:01:04 HSI Farbraum 0:01:45 Hue (120, 80, 210) 0:06:27 Saturation and Intensity (120, 80, 210) 0:08:57 Hue (0, 150, 130) 0:11:32 Saturation and Intensity (0, 150, 130) 0:12:25 Praxisbeispiel: HSV-Parameter für single colored object recognition 0:13:02 Farbwerte 0:14:37 Anwendung 0:15:10 OpenCV HSV Segmentation 0:16:42 Aufgabe 2 0:17:18 Kameramodell 0:23:37 Aufgabe 3 0:23:55 Filterung – Prewitt 0:25:41 Anwendung eines Filters 0:31:55 OpenCV Canny Edge Detection 0:32:51 Filteroperationen – Ränder 0:36:05 Aufgabe 4 0:36:14 Morphologische Operatoren 0:43:53 OpenCV Morphologische Operatoren 0:44:08 Aufgabe 5 0:44:28 Iterative Closest Point 0:47:04 Fehlerfunktion 0:54:03 1. + 2. Iteration 0:58:19 Die ersten zwei ICP Iterationen

25: Robotik I - Einführung in die Robotik, Übung, WS 2019/20, 03.02.2020

24 | 0:00:00 Start 0:00:05 Wiederholung: Visual Servoing für ARMAR-III 0:02:38 Punktwolken 0:08:05 Punktwolken: Normalenschätzung in 3D Punktwolken 0:11:54 Punktwolken: Registrierung von Punktwolken 0:13:36 Punktwolken: Iterative Closest Point 0:20:10 RANSAC (Random Sample Consensus) 0:28:07 Anwendungsbeispiele: Loco-Manipulation Affordances 0:41:41 Roboterprogrammierverfahren 0:48:33 Interaktive Programmierung 0:51:42 Übersicht 0:59:57 Programmieren durch Vormachen 1:01:34 Literatur 1:02:37 Lernen durch Beobachtung des Menschen 1:05:47 Module von Programmieren durch Vormachen 1:09:12 Drei Gründe für PdV 1:12:30 Hauptherausforderungen in PdV

24: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2019/20, 30.01.2020

23 | 0:00:00 Start 0:00:10 Gauß-Filter 0:05:52 Filteroperationen 0:06:20 Filter – Prewitt 0:12:00 Filter – Sobel 0:14:12 Filter – Laplace 0:21:30 Filter – Laplacian of Gaussian 0:25:25 Segmentierung 0:26:55 Segmentierung: Schwellwertfilterung 0:31:21 Segmentierung: Beispielanwendung 0:32:43 HSV-Segmentierung 0:34:52 RGB Segmentierung 0:36:54 Morphologische Operatoren 0:41:13 Morphologische Operatoren: Erosion 0:45:21 Morphologische Operatoren: Dilatation 0:47:43 Morphologische Operatoren: Öffnen & Schließen 0:48:38 Canny-Kantendetektor 0:51:28 Canny-Kantendetektor: Algorithmus 0:52:36 Canny-Kantendetektor: Intensitätsgradienten 0:56:02 Canny-Kantendetektor: Non-Maximum Suppression 0:59:51 Canny-Kantendetektor: Double Threshold 1:01:40 Canny-Kantendetektor: Kantenverfolgung mit Hysterese 1:02:57 Canny-Kantendetektor: Beispiel 1:04:48 Visual Servoing 1:07:53 Visual Servoing - Systemaufbau 1:09:13 Positionsbasiertes Visual Servoing 1:13:00 Bildbasiertes Visual Servoing

23: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2019/20, 27.01.2020

22 | 0:00:00 Start 0:00:04 Bildrepräsentation 0:10:46 Beispiel: Bildrepräsentation bei rc visard 160 0:12:51 Kameramodell: Bildgenerierungm 0:16:26 Kameramodell: Koordinatensysteme 0:20:58 Kameramodell: Erweitertes Kameramodell 0:26:11 Kameramodell: Intrinsische und Extrinsische Kameraparameter 0:30:04 Kameramodell: Kamerakalibrierung 0:38:26 Filteroperationen 0:41:41 Filteroperationen: Filter 0:45:45 Filteroperationen 0:56:12 Filteroperationen: Beispiel 0:58:05 Filteroperationen: Medianfilter 1:04:45 Filteroperationen: Mittelwertfilter

22: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2019/20, 23.01.2020

21 | 0:00:00 Start 0:00:04 Griffplanung mit medialen Achsen 0:03:49 Analyse der Querschnitte der medialen Achse 0:06:35 Analyse der gefundenen Cluster 0:09:36 Heuristiken zur Erzeugung von Griffhypothesen 0:13:32 Ergebnisse: Qualität des Griffs (Kraftschluss) 0:15:25 Ergebnisse: Effizienz 0:18:16 Zusammenfassung 0:19:26 Erweiterungen 0:21:58 Greifen mit ARMAR 0:28:41 ARMAR – Objekte 0:33:27 ARMAR – Offline Griffanalyse 0:35:16 ARMAR – Objekterkennung und -lokalisierung 0:37:00 ARMAR – Ausführung: Positionsbasiertes Visual Servoing 0:37:54 Advanced grasping capabilities 0:43:12 Grasping Unknown Objects 0:48:40 Execution in Known Environments 0:49:44 Execution in Partially Unknown Environments 0:50:56 Understanding Perception-Action Relations 0:52:39 Re-grasping/Hand-over 0:54:26 Software 0:55:48 Bildverarbeitung in der Robotik 0:56:31 Bildverstehen 0:59:09 Inhalt 1:00:10 Literatur 1:01:31 Programmbibliotheken 1:02:50 Motivation 1:08:22 Kamerabeispiele 1:11:00 Bildrepräsentationen 1:12:39 Bildrepräsentation – Monochrombild 1:14:06 Datenmenge 1:15:03 Bildrepräsentation – Auflösung 1:15:47 Bildrepräsentation – Farbbild 1:17:10 Bildrepräsentation – RGB Farbraum

21: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2019/20, 20.01.2020

20 | 0:00:00 Start 0:00:05 Grasp-Wrench-Space-Metrik: Zusammenfassung 0:04:11 Klassifikation von Greifplanungssystemen 0:10:54 Objektklassen für das Greifen 0:18:33 Algorithmen zur Griffsynthese 0:23:30 Griffsynthese durch Vorwärtsplanung 0:38:09 Griffsynthese auf Objektteilen 0:47:59 Greifen bekannter Objekte: Ein Box-basierter Ansatz 0:52:56 Decomposition Algorithm: from points to boxes 1:03:48 Evaluation 1:13:14 Greifplanung mit Superquadriken 1:18:02 Griffplanung mit medialen Achsen

20: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2019/20, 16.01.2020

19 | 0:00:00 Start 0:04:10 Anzahl benötigter Kontakte 0:08:42 Mengentheoretische Darstellung der Griffhierarchie 0:09:52 Kraft- und Formgeschlossene Griffe 0:10:49 Griffqualität 0:17:07 Griffqualität: Grasp-Wrench-Space 0:27:30 Grasp-Wrench-Space-Metrik: Bemerkungen 0:31:19 Grasp-Wrench-Space-Metrik: Bemerkungen 0:33:27 Übung 6 0:33:43 Aufgabe 1 0:34:42 Aufgabe 1.1 0:37:34 Aufgabe 1.2 0:39:55 Aufgabe 1.3 0:45:32 Aufgabe 2 0:46:01 Aufgabe 2.1 0:53:42 Aufgabe 2.2 0:56:38 Aufgabe 2.3 0:57:51 Aufgabe 3 1:00:55 Aufgabe 3.1 1:05:08 Aufgabe 3.2 1:08:38 Aufgabe 3.3

19: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung und Übung, WS 2019/20, 13.01.2020

18 | 0:00:00 Start 0:01:35 Motivatiom - greifen 0:04:33 Die menschliche Hand 0:08:24 Komplexität des Problems reduzieren 0:10:18 Cutkosky Grifftaxonomie 0:17:48 Greifanalyse und Griffsynthese 0:24:52 Fingerspitzengriffmodell 0:27:20 Kontaktmodelle 0:30:23 Kontaktmodelle: Coulombsches Reibungsgesetz 0:33:00 Kontaktmodelle: geometrische Interpretation 0:36:13 Kontaktmodelle: Approximation des Reibungskegels 0:38:03 Stabilität eines Griffs 0:42:30 Wrench 0:46:24 Gleichgewichtsgriff: Beispiel 0:50:22 Kraftgeschlossene Griffe 1:03:00 Kraftgeschlossene Griffe: Beispiel in 2D 1:17:20 Greifmatrix 1:22:14 Formgeschlossene Griffe 1:24:43 Formgecschlossene Griffe: Beispiel in 2D

18: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2019/20, 09.01.2020

17 | 0:00:00 Start 0:00:28 Wiederholung + Vergleich RRT und RRT* 0:06:00 Themenübersicht 0:07:17 Enge Passagen: Motivation 0:15:49 Dynamic Domain RRT - Beispiel 0:21:06 Vergleich Dynamic Domain RRT vs. RRT 0:25:11 Bridge Sampling I 0:28:20 Bridge Sampling II 0:33:47 Schematische Darstellung: Greifen 0:44:38 Wie können Griffe generiert werden?

17: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2019/20, 19.12.2019

16 | 0:00:00 Start 0:00:31 Aufgaben zur Bewegungsplanung 0:01:03 Aufgabe 1: Voronoi-Diagramme 0:01:42 Aufgabe 1.1: Voronoi-Begriffe 0:04:03 Aufgabe 1.2: Voronoi-Diagramm für P 0:13:27 Aufgabe 2: Linesweep-Verfahren 0:14:12 Aufgabe 2.1: Linesweep, Zellzerlegung 0:17:40 Aufgabe 2.2: Linesweep, Adjazenzgraph 0:19:07 Aufgabe 2.3: Linesweep, Pfad vom Start zum Ziel 0:20:54 Aufgabe 3: RRT* 0:21:53 Aufgabe 3.1: Wie wurde q ermittelt? 0:25:02 Aufgabe 3.2: Pfadkosten 0:29:25 Aufgabe 3.3: RRT* Funktion 0:32:26 Aufgabe 3.4: Knoten für den Rewire-Schritt 0:33:12 Aufgabe 3.5: Rewire-Schritt 0:40:09 Aufgabe 4: A*-Algorithmus 0:45:05 Aufgabe 4.1: A*-Algorithmus 0:55:22 Aufgabe 4.2: A*-Algorithmus, Geeignete Heuristik 0:56:53 Aufgabe 4.3: A*-Algorithmus, Lösung 1:00:18 Aufgabe 5: Potentialfelder 1:03:19 Potentialfeld: Hindernis-Beispiel 1:04:46 Aufgabe 5.1: Abstoßende Potentiale 1:07:16 Aufgabe 5.2 Potential-Berechnung 1:08:11 Aufgabe 5.3: Richtung des Roboters 1:12:01 Praxisbeispiele

16: Robotik I - Einführung in die Robotik, Übung, WS 2019/20, 16.12.2019

15 | 0:00:00 Start 0:00:09 Wiederholung: A*-Algorithmus 0:02:24 Potentialfeld-Methode 0:05:22 Potentialfelder 0:20:04 Bewegungsplanung für Manipulatoren 0:35:28 Dynamic Roadmaps (DRM) 0:46:21 Rapidly-exploring Random Trees (RRTs) 1:09:11 Constrained RRT 1:18:36 RRT*

15: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2019/20, 12.12.2019

14 | 0:00:00 Start 0:00:05 Grundlagen der Bewegungsplanung: Problemstellung 0:02:13 Einführung: Arbeitsraum 0:03:14 Einführung: Konfigurationsraum C 0:04:46 Arbeitsraum vs. Konfigurationsraum 0:07:52 Grundlagen der Bewegungsplanung: Definitionen 0:11:55 Annäherung an den Freiraum 0:17:04 Grundlagen der Bewegungsplanung: Begriffsbildung 0:23:23 Grundlagen der Bewegungsplanung: Problemklassen 0:28:09 Pfadplanung für mobile Roboter 0:32:47 Voronoi-Diagramme 0:42:03 Sichtgraphen 0:47:41 Zellzerlegung 0:57:27 Baumsuche 1:05:22 A*-Algorithmus

14: Robotik I - Einführung in die Robotik, Vorlesung, WS 2019/20, 09.12.2019

13 | 0:00:00 Start 0:01:32 Puma 560 der Robotic Toolbox 0:09:49 Roboter mit zwei Gelenken modellieren 0:35:47 Kaskadierte Regler 0:43:58 Laplace-Transformation 0:49:37 Bewegungsgleichung eines 1-DOF Rotationsgelenks 0:53:43 Übertragungsglieder 1:02:01 Blockdiagramm in Simulink

13: Robotik I - Einführung in die Robotik, Übung, WS 2019/20, 05.12.2019

12 | 0:00:00 Start 0:00:39 Vollsynchrone PTP-Bahnen 0:03:51 Steuerung im Arbeitsraum 0:07:17 Linearinterpolation 0:13:45 Segmentweise Bahninterpolation 0:16:13 Interpolation mit Kubschen Splines 0:17:47 Kubische Splines: Bestimmung der Parameter 0:26:05 Beispiele für Spline-Interpolation 0:27:32 Approximierte Bahnsteuerung 0:28:31 PTP und CP mit Überschleifen 0:33:34 Approximation mit Bernsteinpolynomen 0:35:35 Bézierkurven 0:39:47 Beispiele für Bernsteinpolynome 0:44:38 De-Casteljau-Algorithmus 0:54:32 ARMAR-6: 8-DoF Arm, Kreistrajektorie 0:58:50 Bewegungsplanung 1:01:25 Grundlagen der Bewegungsplanung: Problemstellung 1:03:14 Einführung: Arbeitsraum 1:05:29 Einführung: Konfigurationsraum C 1:08:00 Arbeitsraum vs. Konfigurationsraum 1:10:51 Grundlagen der Bewegungsplanung: Definitionen 1:16:02 Grundlagen der Bewegungsplanung: Begriffsbildung

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