background image

 

 

Problem 5 of Homework

background image

 

 

Problem 5 of Homework

background image

 

 

Why so hard getting 

convergence?

background image

 

 

Consider two trajectories.

background image

 

 

A very small difference in just one of 

our parameters accounts for a large 

difference in terminal 

position/orientation

background image

 

 

A very small difference in just one of 

our parameters accounts for a large 

difference in terminal 

position/orientation

background image

 

 

A very small difference in just one of 

our parameters accounts for a large 

difference in terminal 

position/orientation

background image

 

 

A very small difference in just one of 

our parameters accounts for a large 

difference in terminal 

position/orientation

background image

 

 

Notice that for quite a while the two 

trajectories remain close together.

background image

 

 

This high sensitivity after a longer 

interval to small changes is 

characteristic of many nonlinear 

systems.

background image

 

 

1. True or False:  “Kinematics” is principally concerned 

with the internal torques that act upon the various 
robotic members.

2. True or False:  The “homogeneous transformation 

matrix” is a 3x3 matrix.

3.  True or False:  Elements of the “direction-cosine 

matrix” or “rotation matrix” can be determined with 
knowledge of three Euler-angle values.

background image

 

 

1. True or False:  “Kinematics” is principally concerned 

with the internal torques that act upon the various 
robotic members.

2. True or False:  The “homogeneous transformation 

matrix” is a 3x3 matrix.

3.  True or False:  Elements of the “direction-cosine 

matrix” or “rotation matrix” can be determined with 
knowledge of three Euler-angle values.

background image

 

 

1. True or False:  “Kinematics” is principally concerned 

with the internal torques that act upon the various 
robotic members.

2. True or False:  The “homogeneous transformation 

matrix” is a 3x3 matrix.

3.  True or False:  Elements of the “direction-cosine 

matrix” or “rotation matrix” can be determined with 
knowledge of three Euler-angle values.

background image

 

 

1. True or False:  “Kinematics” is principally concerned 

with the internal torques that act upon the various 
robotic members.

2. True or False:  The “homogeneous transformation 

matrix” is a 3x3 matrix.

3.  True or False:  Elements of the “direction-cosine 

matrix” or “rotation matrix” can be determined with 
knowledge of three Euler-angle values.

background image

 

 

4. True or False:  The angular velocity of a robot’s 

end-most member, if it is referred to the 
coordinate system that is fixed to that rigid 
member, is always zero.

5. True or False:  The angular velocity of a robot’s 

end-most member, if it is measured with respect 
to the coordinate system that is fixed to that rigid 
member, is always zero.

6.  True or False:  The kinetic energy at any moment 

of a robot’s end-most member depends only upon 
the velocity of that member’s mass center with 
respect to an inertial coordinate system, provided 
that member is rigid.

background image

 

 

4. True or False:  The angular velocity of a robot’s 

end-most member, if it is referred to the 
coordinate system that is fixed to that rigid 
member, is always zero.

5. True or False:  The angular velocity of a robot’s 

end-most member, if it is measured with respect 
to the coordinate system that is fixed to that rigid 
member, is always zero.

6.  True or False:  The kinetic energy at any moment 

of a robot’s end-most member depends only upon 
the velocity of that member’s mass center with 
respect to an inertial coordinate system, provided 
that member is rigid.

background image

 

 

4. True or False:  The angular velocity of a robot’s 

end-most member, if it is referred to the 
coordinate system that is fixed to that rigid 
member, is always zero.

5. True or False:  The angular velocity of a robot’s 

end-most member, if it is measured with respect 
to the coordinate system that is fixed to that rigid 
member, is always zero.

6.  True or False:  The kinetic energy at any moment 

of a robot’s end-most member depends only upon 
the velocity of that member’s mass center with 
respect to an inertial coordinate system, provided 
that member is rigid.

background image

 

 

4. True or False:  The angular velocity of a robot’s 

end-most member, if it is referred to the 
coordinate system that is fixed to that rigid 
member, is always zero.

5. True or False:  The angular velocity of a robot’s 

end-most member, if it is measured with respect 
to the coordinate system that is fixed to that rigid 
member, is always zero.

6.  True or False:  The kinetic energy at any moment 

of a robot’s end-most member depends only upon 
the velocity of that member’s mass center with 
respect to an inertial coordinate system, provided 
that member is rigid.

background image

 

 

7. True or False:  For two different Cartesian coordinate 

systems, there are 12 possible sets of Euler angles 
that may be used to specify the relative orientations 
of those frames.

8. True or False:  Nonholonomic robots’ forward 

kinematics may be expressed in terms of differential 
relations but not algebraic relations between the 
internal rotations and the robot’s external position.

9.True or False:  If we manage to return a holonomic 

robot’s internal rotations to the same angles that 
were taught to achieve a given pose, then, provided 
the robot’s members remain rigid, the robot will 
return to that same pose.

10.True or False:  According to the Denevit-Hartenberg 

convention, for member i-1, qi is positive about the 
Zi axis in accordance with the right-hand rule.

background image

 

 

7. True or False:  For two different Cartesian coordinate 

systems, there are 12 possible sets of Euler angles 
that may be used to specify the relative orientations 
of those frames.

8. True or False:  Nonholonomic robots’ forward 

kinematics may be expressed in terms of differential 
relations but not algebraic relations between the 
internal rotations and the robot’s external position.

9.True or False:  If we manage to return a holonomic 

robot’s internal rotations to the same angles that 
were taught to achieve a given pose, then, provided 
the robot’s members remain rigid, the robot will 
return to that same pose.

10.True or False:  According to the Denevit-Hartenberg 

convention, for member i-1, qi is positive about the 
Zi axis in accordance with the right-hand rule.

background image

 

 

7. True or False:  For two different Cartesian coordinate 

systems, there are 12 possible sets of Euler angles 
that may be used to specify the relative orientations 
of those frames.

8. True or False:  Nonholonomic robots’ forward 

kinematics may be expressed in terms of differential 
relations but not algebraic relations between the 
internal rotations and the robot’s external position.

9.True or False:  If we manage to return a holonomic 

robot’s internal rotations to the same angles that 
were taught to achieve a given pose, then, provided 
the robot’s members remain rigid, the robot will 
return to that same pose.

10.True or False:  According to the Denevit-Hartenberg 

convention, for member i-1, qi is positive about the 
Zi axis in accordance with the right-hand rule.

background image

 

 

7. True or False:  For two different Cartesian coordinate 

systems, there are 12 possible sets of Euler angles 
that may be used to specify the relative orientations 
of those frames.

8. True or False:  Nonholonomic robots’ forward 

kinematics may be expressed in terms of differential 
relations but not algebraic relations between the 
internal rotations and the robot’s external position.

9.True or False:  If we manage to return a holonomic 

robot’s internal rotations to the same angles that 
were taught to achieve a given pose, then, provided 
the robot’s members remain rigid, the robot will 
return to that same pose.

10.True or False:  According to the Denevit-Hartenberg 

convention, for member i-1, qi is positive about the 
Zi axis in accordance with the right-hand rule.

background image

 

 

7. True or False:  For two different Cartesian coordinate 

systems, there are 12 possible sets of Euler angles 
that may be used to specify the relative orientations 
of those frames.

8. True or False:  Nonholonomic robots’ forward 

kinematics may be expressed in terms of differential 
relations but not algebraic relations between the 
internal rotations and the robot’s external position.

9.True or False:  If we manage to return a holonomic 

robot’s internal rotations to the same angles that 
were taught to achieve a given pose, then, provided 
the robot’s members remain rigid, the robot will 
return to that same pose.

10.True or False:  According to the Denevit-Hartenberg 

convention, for member i-1, 

i

 is positive about the Z

i

 

axis in accordance with the right-hand rule.

background image

 

 

In the 1990’s a mobile robot was deployed in several 
locations across the country as a test by the U.S. Dept. of 
Veterans Affairs:

to assist in the harvest of tree-borne fruit.

to dispense gasoline autonomously at filling stations.

to deliver medicines autonomously in hospitals.

to secretly monitor U.S. veterans’ affairs.

background image

 

 

In the 1990’s a mobile robot was deployed in several 
locations across the country as a test by the U.S. Dept. of 
Veterans Affairs:

to assist in the harvest of tree-borne fruit.

to dispense gasoline autonomously at filling stations.

to deliver medicines autonomously in hospitals.

to secretly monitor U.S. veterans’ affairs.

background image

 

 

Early in the 1990’s one firm worried about the 
imminent release of a Japanese robot that would:

autonomously deliver commercial-grade floor 
maintenance.

dispense gasoline autonomously at filling stations.

deliver medicines autonomously in hospitals.

assist with the harvest of tree-borne fruit.

background image

 

 

Early in the 1990’s one firm worried about the 
imminent release of a Japanese robot that would:

autonomously deliver commercial-grade floor 
maintenance.

dispense gasoline autonomously at filling stations.

deliver medicines autonomously in hospitals.

assist with the harvest of tree-borne fruit.

background image

 

 

Robots that operate under the “teach-repeat” 
mode are often taught using:

unemployed college professors.

a degree-jogging filament.

a teach pendant.

a robomaster.

background image

 

 

Robots that operate under the “teach-repeat” 
mode are often taught using:

unemployed college professors.

a degree-jogging filament.

a teach pendant.

a robomaster.

background image

 

 

Teach-repeat relies upon:

the angular-position servomechanism of each joint rotation.

the rigidity of robots’ members.

the delivery of each workpiece to the prototype workpieces’ 
position/orientation in space.

All of the above.

background image

 

 

Teach-repeat relies upon:

the angular-position servomechanism of each joint rotation.

the rigidity of robots’ members.

the delivery of each workpiece to the prototype workpieces’ 
position/orientation in space.

All of the above.

background image

 

 

A large and largely unsuccessful effort to apply 
calibrated vision to control robots in a nearly 
workerless factory was attempted:

in the 1980s at IBM.

in the 1960s at Nissan.

in the 1990s at Boeing.

in the 1980s at GM.

background image

 

 

A large and largely unsuccessful effort to apply 
calibrated vision to control robots in a nearly 
workerless factory was attempted:

in the 1980s at IBM.

in the 1960s at Nissan.

in the 1990s at Boeing.

in the 1980s at GM.

background image

 

 

In 2004 a cry went out from the scientific 
community to use a robot to:

monitor Antarctica for global warming.

service the Hubble telescope.

descend into Mt. St. Helens.

transport spent nuclear fuel into Yucca 
Mountain.

background image

 

 

In 2004 a cry went out from the scientific 
community to use a robot to:

monitor Antarctica for global warming.

service the Hubble telescope.

descend into Mt. St. Helens.

transport spent nuclear fuel into Yucca 
Mountain.

background image

 

 

Visual Servoing makes extensive use of:

ultrasound sensors.

the matrix Jacobian.

nonholonomic degrees of freedom.

cheesecake.

background image

 

 

Visual Servoing makes extensive use of:

ultrasound sensors.

the matrix Jacobian.

nonholonomic degrees of freedom.

cheesecake.

background image

 

 

The Roomba robot is most closely identified with:

behavior-based robotics.

teach/repeat.

visual servoing.

simultaneous localization and mapping.

background image

 

 

The Roomba robot is most closely identified with:

behavior-based robotics.

teach/repeat.

visual servoing.

simultaneous localization and mapping.

background image

 

 

Which of the following is not an instance of the 
“inverse problem”:

creating a Pixar movie scene from a 
geometric/optical model of a child’s bedroom.

human recognition in a movie theatre of the 
objects in an image of a child’s bedroom 
presented on the screen.

identification of the flaws in a reactor vessel using 
ultrasound responses.

solving a crime using fingerprints.

background image

 

 

Which of the following is not an instance of the 
“inverse problem”:

creating a Pixar movie scene from a 
geometric/optical model of a child’s bedroom.

human recognition in a movie theatre of the 
objects in an image of a child’s bedroom 
presented on the screen.

identification of the flaws in a reactor vessel using 
ultrasound responses.

solving a crime using fingerprints.

background image

 

 

The intensity of light reflecting off a surface in any 
given direction can be measured in:

Newtons per degree.

foot-candles per solid radian.

Watts per steradian.

Joules per angstrom.

background image

 

 

The intensity of light reflecting off a surface in any 
given direction can be measured in:

Newtons per degree.

foot-candles per solid radian.

Watts per steradian.

Joules per angstrom.

background image

 

 

Problem 21

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

Problem 22

background image

 

 

l

background image

 

 

l

background image

 

 

l

background image

 

 

l

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

Problem 23

background image

 

 

k

trans2

 = (1/2) m

2

 

r

G2 

.

 r

G2

background image

 

 

r

G2

 =

background image

 

 

r

G2

 =

background image

 

 

r

G2

 =

background image

 

 

r

G2

 =

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 

background image

 

 


Document Outline