Wegeplanung autonomer mobiler Roboter mittels dynamischer Systeme:
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| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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| adam_text | Titel: Wegeplanung autonomer mobiler Roboter mittels dynamischer Systeme
Autor: Dose, Michael
Jahr: 1995
Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Wegeplanung autonomer mobiler Roboter 5 2.1 Das Problem der Wegeplanung...................... 5 2.2 Methoden zur Wegeplanung....................... 7 2.2.1 Wegenetzverfahren........................ 8 2.2.2 Dekompositionsverfahren..................... 9 2.2.3 Vektorfeld-Histogrammverfahren................. 11 2.2.4 Potentialfeldverfahren ...................... 12 2.2.5 Neuronale Netz-Verfahren.................... 14 3 Grundbegriffe dynamischer Systeme 16 3.1 Differentialgleichungen, Lösungen und dynamische Systeme...... 16 3.2 Fixpunkte dynamischer Systeme..................... 19 3.3 Lineare Stabilitätstheorie......................... 21 3.4 Bifurkationen und Hysterese....................... 24 4 Bewegungsplanung in biologischen Systemen 28 4.1 Ansätze zur Bewegungsplanung in der Biologie............. 28 4.1.1 Der kybernetische Ansatz ....................28 4.1.2 Bewegungsplanung mit dynamischen Systemen.........31 4.2 Gewichtung und Integration von Reizen.................33 4.3 Verhaltensbezogene Repräsentation sensorischer Informationen .... 33 5 Verhaltensorientierte Wegeplanung mittels dynamischer Systeme 35 5.1 Koordinatensysteme und Variablen................... 35 5.2 Zielverhalten ............................... 37 5.2.1 Richtungsorientierung ...................... 37 5.2.2 Spurenorientierung........................ 39 5.2.3 Zielpunktorientierung.......................41 5.3 Roboterverhalten zu Hindernissen....................43 5.4 Integration von Ziel- und Hindernisverhalten.............. 54 5.5 Integration sensorischer Informationen mittels einer Gewichtsdynamik 56 5.6 Integration sensorischer Informationen mittels eines dynamischen Feldes 71 V
6 Implementierung des Ansatzes dynamischer Systeme zur Wegeplanung auf dem System MARVIN 85 6.1 Hindernisdetektion mittels invers perspektivischer Abbildung.....86 6.2 Robotersteuerung mittels Klothoiden..................91 6.3 Hardwarekomponenten des Systems MARVIN .............96 6.3.1 Ein Stereokamerasystem als visueller Sensor..........97 6.3.2 Der mobile Roboter........................ 98 6.4 Softwarekomponenten des Systems MARVIN ..............100 6.5 Experimentelle Ergebnisse mit MARVIN zur Wegeplanung mit dynamischen Systemen.............................102 6.5.1 Versuchsaufbau..........................102 6.5.2 Versuchsdurchführung und Ergebnisse .............103 6.5.3 Bewertung.............................110 7 Diskussion 114 7.1 Bewertung des Ansatzes dynamischer Systeme zur Wegeplanung . . . 114 7.2 Verhaltensbasierte Robotik........................118 7.3 Vergleich mit verschiedenen Methoden zur Wegeplanung.......120 7.4 Zusammenfassung.............................125 8 Zusammenfassung und Ausblick 127 8.1 Zusammenfassung.............................127 8.2 Ausblick..................................129 A Stabilitätsanalyse zur Gewichtsdynamik 131 B Stabilitätsanalyse zur Felddynamik 138 Literaturverzeichnis 142 VI
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