平成28年度・後学期 E230-01 ロボットプログラミングⅡ

平成28年度 学習支援計画書
再生紙を使用しています。
授業科目区分
科 目 名
単 位 科目コード
ロボットプログラミングⅡ
Robot Programming II
専門教育課程
専門科目
専門
担当教員名
研究室
開講時期
履 修 方 法
６期（後学期）
2
内線電話番号
E230-01
修学規程第４条を参照
電子メールＩＤ
オフィスアワー
授 業 科 目 の 学 習 教 育 目 標
キーワード
学習教育目標
1
ロボットプログラミング
最近のシミュレーション技術の発展により、ロボットにおいてもシミュレータを使い動作を
2
車輪型ロボット
確認することが一般的になった。本講義では、まず、代表的なロボットである車輪型、腕型
3
ロボットアーム
、脚型ロボットを動作させるロボット工学の理論を学び理解する。次に、それを実現するコ
4
脚型ロボット
ンピュータプログラムを学びプログラミングのスキルを向上する。最後に、シミュレータの
5
ＲＯＳ，Ｃ++
仮想空間上のロボットにC++言語で実装し、理論と実践の融合を目指す。
授業の概要および学習上の助言
ロボット工学の基礎とそのプログラミングを関連づけて学ぶ、世界的に見てもユニークな講義である。ロボット工学の基礎や
プログラムは他の科目でも重複する部分がある。その部分の予習や復習、あるいはプログラミングなどは練習を積み重ねるこ
とにより初めて身に付く。理論と実践のハブとなる講義であり、継続して学習することが重要となる。なお、知能ロボットで
はブログラムが大規模になるため基盤ソフトウェアとしてＲＯＳ（Robot Operating System)とＣ＋＋言語が非常に良く使わ
れているため、
あわせて学習する。
項目
１．開発環境、ＲＯＳのインストール
２．Ｃ＋＋言語
３．車輪型ロボット
４．ロボットアーム
５．４脚ロボット
６．プログラム演習
【教科書および参考書・リザーブドブック】
教科書：やさしいＣ＋＋ 第４版[ソフトバンク クリエイティブ]
参考書：指定なし
ﾘｻﾞｰﾌﾞﾄﾞﾌﾞｯｸ：指定なし
履修に必要な予備知識や技能
C言語．
学科教育目標
（記号表記）
№
学生が達成すべき行動目標
①
K
②
K
資料の例程度のプログラムを理解し、プログラムを作成できる。
③
K
簡単なロボットプログラムを作成できる。
④
K
タッチタイプを１分間に２００打鍵以上できる。
資料の理論を理解できる。
⑤
⑥
達 成 度 評 価
評価方法
指標と評価割合
総合評価割合
試 験
クイズ
小テスト
成果発表
レポート （口頭・実技）
作 品
ポートフォリオ
その他
合 計
総合力指標
0
20
70
0
0
0
10
100
知識を取り込む力
0
20
0
0
0
0
0
20
思考・推論・創造する力
0
0
60
0
0
0
0
60
コラボレーションとリーダーシップ
0
0
0
0
0
0
0
0
発表・表現・伝達する力
0
0
10
0
0
0
0
10
学習に取組む姿勢・意欲
0
0
0
0
0
0
10
10
※総合力指標で示す数値内訳は、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
1
E230-01
評価の要点
評 価 方 法
行動目標
①
評 価 の 実 施 方 法 と 注 意 点
②
試 験
③
④
⑤
⑥
①
②
クイズ
小テスト
③
④
⑤
⑥
レポート
①
レ
シミュレータ上の次のロボットに、ロボット工学の基礎をプログラミングする。
②
レ
１．車輪型ロボット（デッドレコニング，自己位置推定等）
③
レ
２．腕型ロボット（運動学，逆運動学，PID制御）
④
３．脚型ロボット（補講制御）
⑤
⑥
①
②
成果発表
（口頭・実技）
③
④
⑤
⑥
①
②
作 品
③
④
⑤
⑥
①
②
ポートフォリオ
③
④
⑤
⑥
その他
①
タッチタイプはコンピュータリテラシーの最も基本であり、コンピュータプログラムをするうえでは必要
②
不可欠な技能である。この技能を向上させるために、タッチタイプの試験を行う。１分間に２００打鍵以
上が目標である。
③
④
レ
⑤
⑥
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安
ロボット工学において基本的な理論を全て理解し、ロボットシ
ミュレータ上のロボットにその知識を用い、効率的なプログラ
ムを作成できる．
標準的な達成レベルの目安
ロボット工学において基本的な理論を何か一つでも理解し、ロ
ボットシミュレータ上のロボットにその知識を用い動作可能な
プログラムを作成できる．
2
E230-01
授業明細表
ＣＬＩＰ学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では：「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、
推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、ＧｏｏｄＷｏｒｋ！」：のようなプロセス（一部あ
るいは全体）を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動ください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間
（例えば2単位16週科目の場合、予習2時間・復習2時間／週）を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
回数
学習内容
日付
１週
授業の運営方法
座学，演習
復習：講義内容
予習：次回までに参考資料を元に
開発環境をインストールする
３６０
ＲＯＳ：ＲＯＳの概要
開発環境のインストール
同上
復習：開発環境のインストールが
授業中終わらない場合は、次週ま
でに済ませておくこと。
２７０
Ｃ言語とＣ＋＋言語の違い
ＲＯＳ：入出力
同上
復習：講義内容
予習：教科書
Lesson12 クラスの基本
２７０
教科書
Ｃ＋＋：Lesson12 クラスの基本
ＲＯＳ：PublisherとSubscriber
同上
復習：講義内容
予習：教科書
Lesson12 クラスの基本
Lesson13 クラスの機能
２７０
教科書
Ｃ＋＋：Lesson13 クラスの機能
ＲＯＳ：サービス
復習：講義内容
予習：
復讐：講義内容
予習：ＲＯＳのActionLib
３６０
ＲＯＳ：ActionLib
プログラミング演習
同上
復習：講義内容
予習：教科書
Lesson 14 新しいクラス
２７０
教科書
Ｃ＋＋：Lesson 14 新しいクラス
プログラミング演習
同上
復習：講義内容
予習：地図生成、自己位置推定、
ナビゲーション
２７０
ＲＯＳ：地図生成、自己位置推定、ナビゲーション
同上
復習：講義内容
予習：
車輪型ロボット：座標変換、自己
位置推定
３６０
車輪型ロボット：座標変換、自己位置推定
同上
復習：講義内容
予習：画像処理
２７０
ＲＯＳ：画像処理
同上
復習：講義内容
予習：
ロボットアーム
運動学
２７０
ロボットアーム：運動学
同上
復習：授業の内容
予習：逆運動学
２７０
ロボットアーム：逆運動学
同上
復習：授業の内容
予習：サンプルコードを事前に読
む
３６０
ロボットアーム：制御
同上
復習：授業の内容
予習：サンプルコードを事前に読
む
３６０
脚ロボット
座学
復習：授業の内容
予習：プチプロジェクトの内容を
考える
３６０
総合演習：プチプロジェクト
プチプロジェクトのコンピュ
ータによる実装
同上
２７０
プチプロジェクト発表会
自己点検授業，授業アンケート
座学
なし
０
/
３週
/
４週
/
５週
/
６週
/
７週
/
８週
/
９週
時間(分)※
オリエンテーション：授業内容の説明
/
２週
学習課題(予習・復習)
/
１０週
/
１１週
/
１２週
/
１３週
/
１４週
/
１５週
/
１６週
/
3