Thesis - RWTH Aachen University

5.2 Verhaltensauswahl 109
5.2.2 Ablauf der Verhaltensauswahl
Die Verhaltensauswahl setzt FSAs ein, um die Gruppen der parallel auszuführenden Verhalten zu
aktivieren. Jeder Knoten und demnach Zustand Zi des FSA entspricht einer Gruppe von Verhalten,
die parallel auszuführen sind und gemeinsam zur Bewegung des Aktuators beitragen. Dadurch ist die
Reihenfolge der Aktivierung für jeden Planungsschritt im zugehörigen FSA kodiert. Eine Transition
zum nächsten Knoten findet statt, sobald ein Verhalten seine erfolgreiche Durchführung oder einen
Misserfolg meldet. Jedes FSA verfügt über zwei Endzustände. Der eine repräsentiert eine erfolgreiche
Durchführung der Aufgabe, der andere den Fall des Misserfolges. Beim Erreichen eines der beiden
Zustände erhält die deliberative Ebene die zugehörige Mitteilung und die vermittelnde Ebene initiiert
entsprechend die Bearbeitung des nächsten Planungsschrittes.
Sobald ein neuer Planungsschritt die vermittelnde Ebene erreicht, lädt diese den entsprechenden FSA
aus einer Aufgabendatenbank und aktiviert die Verhalten des ersten Knotens. Meldet eines der aktiven
Verhalten seine erfolgreiche Durchführung bzw. einen Misserfolg beim Erreichen seines Zieles, dann
findet eine Transition in einen entsprechenden Zustand des FSAs statt und die zugehörige Teilmenge
von Verhalten wird aktiviert. Die Übergänge innerhalb einer Sequenz hängen somit von den Erfolgsbzw.
Misserfolgsmeldungen der Verhalten ab. Eine Erfolgsmeldung entspricht dem Erreichen des
erwünschten Endzustands eines Verhaltens, wie beispielsweise die Positionierung des Greifers an
der erwünschten Endposition am Objekt. Die Misserfolgsmeldung wird dagegen ausgelöst, sobald
ein Verhalten sein fest einprogrammiertes Ziel nicht einhalten oder erreichen kann 2 . Eine Transition
kann auch ausgelöst werden, sobald ein interner Timer einen vom jeweiligen Zustand abhängigen
Schwellenwert überschreitet. Dieser Timer implementiert einen Deadlockerkennungs-Mechanismus 3
und, wenn aktiviert, erzeugt er eine Misserfolgsmeldung. Gibt ein Verhalten während der Ausführung
eines FSAs eine Misserfolgsmeldung zurück, so geht der Akzeptor in den Misserfolgsendzustand
über. Dabei wird der Manipulator zu einer sicheren Ausgangsposition zurückgeführt. Ist auch diese
Aktion nicht mehr möglich, wird der Arm gestoppt.
Als Beispiel wird hier der Vorgang bei der Ausführung des Planungsschrittes Greife_Objekt
schematisch dargestellt (Abbildung 5.5 und Tabelle 5.2). Im Anfangszustand des entsprechenden FSA
aus Abbildung 5.5 ist zunächst nur das Verhalten der Ziellokalisierung aktiv, das die Bordkamera zur
Lokalisierung des Objektes einsetzt. Sobald das Ziel lokalisiert ist, findet aufgrund des Erfolgssignals
ein Übergang in den nächsten Zustand statt. Wenn kein Erfolg eintritt, wird ein Timeout ausgelöst
und der Misserfolgspfad wird verfolgt. Nach der Detektion werden die Zielführung, das Zielfolgen,
die Hindernisvermeidung des Greifers und der Manipulatorsegmente und das Planungsverhalten aktiviert.
Das Planungsverhalten bewertet zunächst die Anfangsposition der Manipulatorbasis. Ist ein
erfolgversprechender Greifvorgang nicht möglich, dann meldet das Planungsverhalten einen Misserfolg.
Ansonsten werden die Ausgaben der Verhalten so koordiniert, dass das Zielobjekt sicher erreicht
werden kann. Wenn das zielführende Verhalten mit Erfolg terminiert, hat der Greifer die Zielposition
erreicht und kann seine Finger schließen. Nach dem Greifen des Objektes wird das zurückführende
Verhalten aktiviert und der Manipulator wieder in seine Ausgangsposition bewegt; die gestellte
Aufgabe wird als erfolgreich bewältigt bewertet. Ansonsten wird der deliberativen Ebene eine Misserfolgsmeldung
mitgeteilt, die einen alternativen Lösungsweg finden muss.
2 Dies ist z.B. der Fall, wenn die Zielführung feststellt, dass die Zielposition außerhalb des Greifradius des Manipulators
liegt, oder wenn die Hindernisvermeidung eine Kollision nicht verhindern kann.
3 In der betrachteten Anwendung können dann Deadlocks auftreten, wenn aufgrund mangelnder Sensorinformation
keines der aktiven Verhalten einen Pfad berechnen kann, oder wenn mindestens zwei Verhalten sich gegenseitig blockieren.