Kognitive Robotik: Unterschied zwischen den Versionen
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+ | * Schalldruck nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab | ||
+ | * abhängig von Matrialeigenschaften | ||
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+ | * Misst Laufzeit von Lichtwellen => TOF- Sensor | ||
+ | * Lasersensoren verhältnismäßig teuer | ||
+ | * Messbare Entfernung 100mm - 100 m | ||
+ | * Auflösung: 1 cm | ||
+ | * 2D als auch 3D (noch teuerer als 2D und noch nicht sehr verbreitet) Erfassung der Umwelt möglich | ||
+ | * Nur Spiegle und Glasscheiben sind Problematische Materialien | ||
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+ | === Kammerasysteme === | ||
+ | * monokulare System | ||
+ | * Stereokammerasysteme | ||
+ | * monokulare omnidirektionale Systeme | ||
+ | * liefern mit Abstand reichhaltigste informationen | ||
+ | * erfordern sehr hohen Berechnungsaufwand | ||
+ | * Stereokameras vor allem für Entfernungsinformationen | ||
+ | ** geht auch monokular bei Bewegung des Roboters | ||
+ | * Omnidirektionale Systeme zur Erfassung der gesamten Umgebung | ||
+ | ** Momentan noch recht geringe Auflösung | ||
+ | * Siehe [[Robotvision]] | ||
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== Navigation == | == Navigation == | ||
* Problemstellung | * Problemstellung |
Version vom 12. Februar 2009, 10:50 Uhr
<hiddenlogin linktext="Passwort für Vorlesungsunterlagen">User: nistudss08 Pwd: n!-SS08</hiddenlogin>
Zusammenfassung
- In der Robotik gibt es zur Zeit drei wesentliche Paradigmen
- hierarchisches Paradigma (Sens -> Plan -> Act)
- reaktives Paradigma (Sens -> Act )
- hybrid deliberativ /reaktiv
Plan ↑ ↓ Sens ←----→ Act
Aktuatorik
- Antrieb
- Differential Dirve
- Synchron Drive
- Tricycle Drive
- Manipulatoren
- Greifer
- Mehrgelenkarme
- Artikulation
- Display
- Gesicht &Sprache
Differential Drive
- einfache mechanische Konstruktion
- keine Trennung zwischen Antrieb und Lenkung
- Odometrie einfach zu berechnen aber recht ungenau
- Empfindlich gegenüber Unebenheiten im Boden
- Drehung auf der Stelle möglich
o O o | | o O o ← Catorräder ↑ Antriebsränder
Tricycle Drive
- einfache mechanische Konstruktion
- im einfachen Fall wird nur ein Rad angetrieben und gelenkt
- keine Drehung auf der Stelle möglich (Schleppkurve muss berücksichtigt werden)
- immer stabiler Bodenkontakt
O ← angetriebenes lenkbares Rad | O ----- O ← Passivräder
Synchro Drive
- mechanische Konstruktion aufwändiger
- Drehung auf der Stelle sowie Bewegung in beliebige Richtung ohne Drehung der Antriebsplatform möglich
- stabiler Bodenkontakt weitestgehend gegeben
- gute odometrische Eigenschaften da alle Räder stets die gleiche Rotationsrichtung aufweisen (minimiert Schlupf)
O ---- O ← drehbare Antriebsränder | | | | O ---- O
Artikulation
- führen von Dialogen mit Personen
- übermitteln von Statusinformationen
- kritische oder mehrdeutige Situtationen auflösen
- Siehe MMK
Sensorik
- interne
- Kreisel
- Inkrementalgeber
- Gyroskop
- externe
- berührungslose
- akustische
- Ultraschall
- Mikrofone
- optische
- Laserscanner
- Kammeras
- sonstige
- GRPS
- Radar
- akustische
- taktile
- Bumper
- Kontaktleisten
- berührungslose
- Sensorelemente
- emittierendes Element
- Umwandlung eines Elektrischen Signals in ein zur Erfassung der Messgröße benötigtes nicht elektrisches Signal
- sensitives Element
- Umwandlung von einem nicht elektrischen Messsignal in ein elektrisches Signal
- Duplexelement
- Ein Element welches als emittierendes oder sensitives Element arbeitet
- emittierendes Element
- Sensor
- aktiv
- besteht aus mindestens einem sensitiven und einem emittierenden Element oder einem Duplexelement sowie einer Einrichtung zur Signalanpassung
- passiv
- besteht aus mindesten einem sensitiven Element und einer Signalanpassungeinrichtung
- aktiv
Ultraschallsensoren
- aktiver Sensor
- Messen der Laufzeit von Schallwellen zur Bestimmung von Entfernungen (TOF - Sensor (Time of Flight Sensor))
- sehr Preiswert
- Messbare Entfernung 100mm - 5 m
- Auflösung 3 cm
- Grundprinzip:
Empfänger \ ___ /| \ \ / \ | | ) | | | | Hindernis \| / | \ ___ / Sender / | / | |←--------------------→| gemessene Entfernung
- Schalldruck nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab
- abhängig von Matrialeigenschaften
- keine Absorption → Totalreflexion (metallische Oberflächen)
- totale Absorption → keine Reflexion (Stoffe, Dämmwolle)
- Oberflächenkrümmung bestimmt Richtung der Reflexion → Scheinobjekte durch Spiegelung
Lasersensor
- Misst Laufzeit von Lichtwellen => TOF- Sensor
- Lasersensoren verhältnismäßig teuer
- Messbare Entfernung 100mm - 100 m
- Auflösung: 1 cm
- 2D als auch 3D (noch teuerer als 2D und noch nicht sehr verbreitet) Erfassung der Umwelt möglich
- Nur Spiegle und Glasscheiben sind Problematische Materialien
Kammerasysteme
- monokulare System
- Stereokammerasysteme
- monokulare omnidirektionale Systeme
- liefern mit Abstand reichhaltigste informationen
- erfordern sehr hohen Berechnungsaufwand
- Stereokameras vor allem für Entfernungsinformationen
- geht auch monokular bei Bewegung des Roboters
- Omnidirektionale Systeme zur Erfassung der gesamten Umgebung
- Momentan noch recht geringe Auflösung
- Siehe Robotvision
- Problemstellung
- Wo befindet sich der Roboter
- Wo befinden sich andere Objekte oder Orte in Relation zum Roboter
- Wie kommt der Roboter von der aktuellen Postition zu anderen Orten
- Vermeidung von Kollisionen mit Hindernissen