Ein dezentrales Verfahren zur reaktiven und konfliktfreien Fahrzeugführung in Multiroboterumgebungen:
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
1.1 AUFGABENSTELLUNG. 1
1.2 UEBERSICHT UEBER INHALT UND ERGEBNISSE. 3
2 ANALYSE DER FAHRZEUGFUEHRUNGSAUFGABE 6
2.1 EINLEITUNG. 6
2.2 WEITRAEUMIGES FAHREN IN EINEM DEZENTRALEN MULTIROBOTERSYSTEM. 6
2.3 INDIVIDUELLES VS. KOOPERATIVES FAHRVERHALTEN. 8
2.4 HYBRIDE STEUERUNGSSTRUKTUR. 9
2.4.1 BEWEGUNGSPLANER. 12
2.4.2 KOOPERATION / KOORDINATION. 13
2.5 EINORDNUNG DES VERFAHRENS ZUR KONFLIKTFREIEN FAHRZEUGFUEHRUNG. 14
3 REAKTIVE FAHRZEUGFUEHRUNG 17
3.1 EINLEITUNG. 17
3.2 WEGEPLANUNG BASIEREND AUF PHYSIKALISCHER ANALOGIE ZUM
DIFFUSIONSPROZESS . 18
3.2.1 VIRTUELLER DIFFUSIONSPROZESS. 19
3.2.2 WEGESUCHE MITTELS VERFAHREN DES STEILSTEN ANSTIEGS. 21
3.3 ERWEITERTER DIFFUSIONSPLANER. 24
3.3.1 BERUECKSICHTIGUNG DER FAHRZEUGGEOMETRIE. 26
3.3.2 BERUECKSICHTIGUNG DER FAHRZEUGKINEMATIK. 28
3.3.3 BEWERTUNG DES PLANERS. 33
3.4 EINSATZ DES ERWEITERTEN DIFFUSIONSPLANERS FUER REAKTIVE
FAHRZEUGFUEHRUNG . . 35
3.4.1 KARTEN- UND SENSORBASIERTE PLANUNG. 35
3.4.2 ERZEUGUNG DER FAHRBEFEHLE. 37
3.4.3 GLOBALE UND LOKALE BEWEGUNGSPLANUNG BASIEREND AUF UMWELTMODEL
LEN UNTERSCHIEDLICHER AUFLOESUNG. 41
3.5 GESAMTSTRUKTUR DER REAKTIVEN FAHRZEUGFUEHRUNG . 44
4 BEWEGUNGSPLANUNG IM KONFIGURATIONSRAUM 46
4.1 EINLEITUNG. 46
III
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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4.2 AUFBAU DES DISKRETISIERTEN KONFIGURATIONSRAUMS.46
4.3 WEGEPLANUNG BASIEREND AUF DER PHYSIKALISCHEN ANALOGIE DER
AUSBREITUNG
VON WELLENFRONTEN. 49
4.3.1 ALLGEMEINE DEFINITIONEN ZUR STRATEGIE DER WELLENAUSBREITUNG
. 49
4.3.2 FESTLEGUNG DER NACHBARSCHAFTSBEZIEHUNG.
49
4.3.3 WEGESUCHE.
51
4.4 INTEGRATION DES VERFAHRENS IN DIE STEUERUNGSSTRUKTUR DER
FAHRZEUGFUEHRUNG . 52
4.5 BEWERTUNG UND ZUSAMMENFASSUNG.
54
5 DEZENTRALE MULTIROBOTERBEWEGUNGSPLANUNG 56
5.1 EINLEITUNG.
56
5.2 AUFBAU DES RAEUMLICH-ZEITLICHEN WELTMODELLS (RZW).
57
5.3 WELLENAUSBREITUNGSALGORITHMUS IM RZW.
59
5.4 EIN-SCHRITT-WEGESUCHE. 62
5.5 OPTIMIERTE WEGESUCHE. 63
5.6 PLANUNGSERGEBNISSE. 65
6 KOOPERATION/KOORDINATION ZUR KONFLIKTFREIEN FAHRZEUGFUEHRUNG 70
6.1
EINLEITUNG. 70
6.2
DEZENTRALES VERFAHREN ZUR KONFLIKTAUFLOESUNG. 71
6
.2.1 INTER-ROBOTER-KOMMUNIKATION (IRC). 72
6
.2.2 KONFLIKTERKENNUNG . 74
6.2.3 VERHANDLUNGSSCHEMATA.
75
6.2.4 KONFIGURATION DES MULTIROBOTERPLANERS.
79
6.2.5 DYNAMISCHE FESTLEGUNG DER PRIORITAETEN. 81
6
.2.6 KOORDINIERTE BEWEGUNGSAUSFUEHRUNG. 82
6.3 BEWERTUNG IN EINER FLEXIBLEN SIMULATIONSUMGEBUNG.83
7 EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE 89
7.1 FAHREXPERIMENTE MIT MACROBE. 89
7.1.1 TRANSPORTAUFGABEN IN FABRIKUMGEBUNGEN. 90
7.1.2 BLOCKADESITUATIONEN. 90
IV
7.2 FAHREXPERIMENTE MIT ROMAN. 92
7.3 MULTIROBOTER-FAHREXPERIMENTE. 94
8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 98
A SYMBOLE & ABKUERZUNGEN 102
B TECHNISCHE DATEN DER EXPERIMENTIERPLATTFORMEN
MACROBE UND KOMAN 104
LITERATURVERZEICHNIS 105
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