Adaptive Steuerung eines mehrsegmentigen Inspektionsroboters by Clemens Birkenhofer

By Clemens Birkenhofer

Mehrsegmentige Roboter k?nnen verschiedene Umgebungen befahren und inspizieren. In dieser Arbeit wird eine Steuerung entwickelt, die die selbst?ndige Durchf?hrung komplexer Bewegungen in unstrukturierten Umgebungen erm?glicht. Vorgaben eines menschlichen Operators und Zustandsinformationen des Roboters werden in einem Regelkreis verarbeitet. Drei Sensorsysteme erfassen diesen Zustand. Die Teilkomponenten und das Gesamtsystem werden auf den Zielsystemen MakroPlus und Kairo-II evaluiert.

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2: Anordnung der Drehachsen im Knickelement der mehrsegmentigen Roboter. Diese Transformation kann durchgeführt werden, da sich in beiden Fällen alle Drehachsen in einem gemeinsamen Punkt, dem Knickpunkt, schneiden.

Während der Interaktion von Mensch und Roboter treten dabei Kontaktszenarien auf. Die Folgen sind, wie bereits beschrieben, Konflikte zwischen Kraft- und Positionsregelung, bei der die Sicherheit des Menschen und des Roboters garantiert werden muss. Um die beiden Größen Kraft und Position unabhängig voneinander regeln zu können, ist es notwendig, für alle Freiheitsgrade entweder Kraft oder Position als Regelgröße festzulegen. Im Folgenden sind relevante Arbeiten, die sich mit der Entkopplung dieser Größen beschäftigen, aufgeführt.

Innerhalb von „Suche und Rette “-Szenarien kann die mobile Plattform an eine Inspektionsstelle bewegt werden. , 2003]. , 2007]. Um die große Anzahl an Bewegungsfreiheitsgraden dieser Systeme effizient zu steuern, werden in den vorgestellten Systemen hierarchische, generalisierte Voronoi-Diagramme für den Einsatz bei Schlangenrobotern erweitert („rod Hierarchical Generalized Voronoi Graph“ (rod-HGVG), siehe Teilbild (c)). Die so erzeugten Karten von Bewegungstrajektorien haben den Vorteil, dass sie unabhängig von Roboterplattformen lediglich auf Basis von Sensorinformationen generiert werden können.

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