Diplomarbeit Doku 031217_final_2 - Universität Bremen

6. Algorithmen zur teilautonomen Umgebungserfassung
angenommen, dass dieser Kernoperator ermitteln kann, ob der Greifer innerhalb
eines Arbeitsbereiches der aktuellen Aufgabenbearbeitung, oder in ausreichender
Entfernung davon ist, so dass eine freie Position anzunehmen ist. Hindernisse
sind gemäß Definition 5-9 auf Seite 60 stets als Störgrößen zu interpretieren,
so dass diese ggf. räumlich dem Arbeitsbereich oder dem System zugerechnet
werden. Als vereinfachender Umstand kann das Systemverhalten so konzipiert
werden, dass der Greifer bei Nichtgebrauch in einen Bereich gefahren wird, der
sicher als freie Position erkannt werden kann. Dies kann eine gewisse Höhe
über dem Tablett (z. B. 30 cm) oder eine andere bekannte Position sein.
10 MON.IsPlacedOn( Object.EEL.PosSCam, Platform.EEL.PosSCam ):
Auf Grundlage der vorhandenen subsymbolischen Daten in Form von Koordinaten
einer Plattform und eines Objektes wird mit Hilfe der Stereokamera ermittelt,
ob das Objekt auf der Plattform platziert ist. Es werden zudem subsymbolische
Informationen, wie die Abmessungen der Plattform und des Objektes,
zur Bestimmung des Faktums verwendet. Diese Informationen werden im Normalfall
während der Objektidentifikation im Weltmodell abgelegt. Sollten sie
dort nicht vorhanden sein, müssen sie innerhalb des Operators neu generiert
werden. Da, wie auch bereits an anderer Stelle argumentiert, eine Plattform ein
relativ gut zu detektierendes Bildsegment darstellt, wird ein mittlerer Aufwand
aus der Kategorie 3 angesetzt. Wiederum hat evtl. eine Neuausrichtung des
Stereo-Kamera-Systems zu erfolgen.
11 MON.IsGripped( Robot, Object.EEL.PosSCam ):
Hinweise zur konkreten Implementierung dieses Kernoperators sind analog zum
Operator 7 auch bereits in Kapitel 5.2.3 gegeben worden. Eine Faktendetektion
findet auf Basis der Stereokamera-Daten und den vorhandenen subsymbolischen
Informationen über die Objekt- und Greiferposition statt. Ggf. ist auch
hier die Notwendigkeit der Bildbereichsanpassung gegeben. Die Komplexität
der Bildverarbeitungsalgorithmen zur Bestimmung dieses Faktums wird etwas
höher als die des Operators 10 eingeschätzt, was in einem höheren angenommenen
Aufwandswert resultiert.
12 MON.IsInPlacedPos( Object.EEL.PosSCam, Platform.EEL.PosSCam, Target ):
Für die Ermittlung, ob ein Objekt an einer konkreten Plattformposition „Target“
platziert ist, wird der höchste Aufwand der autonomen Monitoring-
Kernoperatoren angesetzt. Zur Bestimmung des Faktums werden, wie in den
vorangegangenen Beschreibungen, neben den reinen Gegenstandspositionen
wiederum subsymbolische Daten aus dem Weltmodell konsumiert.
13 USER.AskFact( String ):
Im Falle, dass ein FAC-COP Typ I modelliert ist und die autonome Faktenermittlung
scheitert, wird gemäß der Forderung 5-2 auf Seite 55 der Benutzer
direkt zum Faktenwert befragt. Im Sinne einer Umgebungserfassung mit möglichst
geringem Anteil an Benutzerinteraktion ergibt sich durch Anwendung
dieses Kernoperators ein sehr hoher Aufwandswert.
Tabelle 6-4: Aufwandswerte einiger Kernoperatoren
SCam 30
SCam 35
SCam 40
– 5000
Um nun mit Hilfe der erläuterten Hilfs- und Kernoperatoren zur Faktenermittlung Überlegungen
zum Gesamtaufwand eines zusammengesetztes Operators anstellen zu können, sind vorab
die in Kapitel 5 beschriebenen und durch die Definition 5-5 (Seite 51) formal eingeführten
FAC-COP-Vorbedingungen zu beachten. Wie sich zeigen wird, sind die zusammengesetzten
Operatoren zur Ermittlung des Vorwissens mit geringerem Aufwand auszuführen, als die aufrufenden
FAC-COPs. Dennoch muss der globale Aufwand zur effizienten Beeinflussung der
FAC-COP-Reihenfolge betrachtet werden. Sind im Laufe der Faktenermittlung bereits diejenigen
Fakten ermittelt worden, die Vorbedingungen des aktuellen FAC-COPs sind, bleibt
dessen Aufwand unbeeinflusst. Im anderen Fall aber – und dieser ist beim Start der Umgebungserfassung
gegeben – muss der Aufwand zur Bestimmung aller Vorbedingungsfakten
zum Aufwand des aktuellen FAC-COPs hinzugerechnet werden. Für die Fakten des Beispiel–
Einschenkszenarios sind folgende Vorbedingungsfakten vorgesehen:
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