Ein dezentrales Verfahren zur reaktiven und konfliktfreien Fahrzeugführung in Multiroboterumgebungen:
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| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1997
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| adam_text | Titel: Ein dezentrales Verfahren zur reaktiven und konfliktfreien Fahrzeugführung in Multiroboterumgebunge
Autor: Azarm, Kianoush
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Ing. Kianoush Azarm, München Ein dezentrales Verfahren zur reaktiven und konfliktfreien Fahrzeugführung in Multiroboterumgebungen Reihe 8 : Meß-, Steuerungsund Regelungstechnik Nr. 844
Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1.1 Aufgabenstellung................................ 1 1.2 Übersicht über Inhalt und Ergebnisse..................... 3 2 Analyse der Fahrzeugführungsaufgabe 6 2.1 Einleitung.................................... 6 2.2 Weiträumiges 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 Fahrzeugführung....... 14 3 Reaktive Fahrzeugführung 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 Berücksichtigung der Fahrzeuggeometrie............... 26 3.3.2 Berücksichtigung der Fahrzeugkinematik......... 28 3.3.3 Bewertung des Planers......................... 33 3.4 Einsatz des erweiterten Diffusionsplaners für reaktive Fahrzeugführung . . 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 Umweltmodellen unterschiedlicher Auflösung .................... 41 3.5 Gesamtstruktur der reaktiven Fahrzeugführung ............... 44 V
4 Bewegungsplanung im Konfigurationsraum 46 4.1 Einleitung.................................... 46 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 Fahrzeugführung . 52 4.5 Bewertung und Zusammenfassung....................... 54 5 Dezentrale Multiroboterbewegungsplanung 56 5.1 Einleitung.................................... 56 5.2 Aufbau des räumlich-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 Fahrzeugführung 70 6.1 Einleitung.................................... 70 6.2 Dezentrales Verfahren zur Konfliktauflösung................. 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 Prioritäten................ 81 6.2.6 Koordinierte Bewegungsausführung.......... 82 6.3 Bewertung in einer flexiblen Simulationsumgebung.............. 83 VI
89 7 Experimentelle Ergebnisse 7.1 Fahrexperimente mit MACROBE....................... 89 7.1.1 Transportaufgaben in Fabrikumgebungen...............90 7.1.2 Blockadesituationen........................... 90 7.2 Fahrexperimente mit ROMAN......................... 92 7.3 Multiroboter-Fahrexperimente......................... 94 8 Zusammenfassung und Ausblick 98 A Symbole Abkürzungen 102 B Technische Daten der Experimentierplattformen MACROBE und ROMAN 104 Literaturverzeichnis 105 VII
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