Algorithmen zur Online-Trajektoriengenerierung und Multi-Sensor-Integration in Robotersystemen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Torsten Kröger
• Fachliche Zuordnung: Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 152926022

Der vorliegende Fortsetzungsantrag berichtet über die bisher erzielten Ergebnisse zur Erweiterung der Theorie der Algorithmen zur Online Trajektoriengenerierung. Zusätzlich zu den neu geschaffenen konzeptionellen und theoretischen Erweiterungen, werden experimentelle Ergebnisse gezeigt und diskutiert. Das erweitere Verfahren konnte sowohl in die Regelkreise eines siebengelenkigen Leichbauarms als auch in die eines humanoiden Roboters integriert werden, sodass diese Systeme nun unmittelbar auf unvorhersehbare Ereignisse reagieren können und zu beliebigen Zeitpunkten zwischen verschiedenen Zustandsräumen umschalten können. Um das Potential dieses Verfahrens noch weiter ausschöpfen zu können, soll für den Folgezeitraum die Bearbeitung dreier Themengebiete beantragt werden: 1. Die Theorie dieser Klasse von Algorithmen soll derart erweitert werden, dass Arbeitsraumgrenzen zur Berechnung von Höchstgrenzen für Zielbewegungszustände verwendet werden können. 2. Die bereits erzielte Erweiterung ermöglicht den Einsatz des Verfahrens in einem hybriden schaltenden Regelungssystem. Im Rahmen der Fortsetzung dieses Forschungsvorhabens soll ein allgemeiner Stabilitätsbeweis für diese Klasse von Regelungsstrukturen erzielt werden, um somit die zahlreichen Vorteile einer solchen Struktur auch in anderen Anwendungen nutzen zu können. 3. Mensch und Roboter teilen sich den Arbeitsraum, der durch Kameras erfasst wird. Das bisher entwickelte Verfahren soll mit einem online Planungsverfahren kombiniert werden, sodass derart kurze Reaktionszeiten erzielt werden können, dass es einem Menschen unter Umständen nicht möglich ist, den Roboter an dessen Hand zu berühren, da das resultierende System mit kleinstmöglicher Latenz (< 3 ms) auf Bewegungen des Menschen reagieren kann. Neben der Weiterentwicklung der Theorie sollen auf allen genannten Gebieten praxisrelevante Experimente durchgeführt werden, um so einen wichtigen Beitrag zur sicheren Mensch-Maschine-Interaktion leisten zu können.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Oussama Khatib