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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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Die Werkzeuge mcabrowser und mcagui ermöglichen es, zu Laufzeit den gesamten Systemzustand zu erfassen und zu steuern. Die Entwicklungen im Rahmen der vorliegenden Arbeit basieren in der Regel auf der Nachfolgeversion dieses Softwareframeworks MCA2 . Die Bewegungssteuerung des Roboters beruht auf dem Algorithmus der „virtuellen Schiene“. Ziel dieses Ansatzes ist es, die Freiheitsgrade eines hyper-redundanten Manipulators durch eine sogenannte „Backbone Curve“ zu beschränken [Chirikjian und Burdick, 1990].

Umsetzung: Dieses Manöver erfordert einen erweiterten Steuervektor. Neben Trajektorienvorgaben für das Kopfsegment sind hier auch Vorgaben für das Inspektionsmodul notwendig. Eine Überprüfung der Stabilität des einzunehmenden Manövers ist sinnvoll und muss separat erfolgen. Manöver „Anhalten“ Beschreibung: Bei der Ausführung dieses Manövers verharrt der Roboter in seiner momentanen Konfiguration. Umsetzung: Alle Roboterachsen werden positionsgeregelt in der momentanen Position gehalten. Um zwischen den einzelnen elementaren Manövern zu wechseln, analysiert das integrierte Sensorsystem den Zustand des Roboters und stellt Zustandsübergänge fest.

Auf diese Art können Posen und Manöver von einem menschlichen Operator durchgeführt werden, die große Anzahl an Bewegungsfreiheitsgraden bleibt dem Operator jedoch verborgen. Durch den modularen Aufbau des Roboters mit Standardkomponenten zur Datenverarbeitung kann der Grad der Autonomie in zukünftigen Arbeiten erhöht werden, so dass eine autonome Steuerung den menschlichen Operator schließlich ersetzen kann. , 2007a]. Sie werden in der vorliegenden Arbeit unabhängig voneinander bearbeitet und anschließend zusammengeführt.

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