Thesis - RWTH Aachen University

5.6 Ergebnisse der Verhaltenskoordination 123
5.6 Ergebnisse der Verhaltenskoordination
Im Folgenden werden zwei Greifbewegungen, jeweils eine in der virtuellen Umgebung und eine mit
dem realen Roboter, dokumentiert und die Bilder der Kameras zu mehreren Zeitpunkten dargestellt.
Die Verhaltenskoordinierung ist mit einer Taktfrequenz von 1 Hz ausgeführt. Die auszuführende Aufgabe
ist in beiden Fällen der Planungsschritt Erreiche_Objekt. Während des Greifvorgangs sind
vier Verhalten aktiv: die Zielführung, das Planungsverhalten, die Hindernisvermeidung des Greifers
und das Zielfolgen, das das Zielobjekt im Zentrum der Greiferkamera halten soll 13 .
Abbildung 5.12 zeigt einen Ausschnitt der Sicht der Bordkamera zu Beginn der Ausführung des Planungsschrittes.
Zusätzlich sind der vom Planungsverhalten berechnete Pfad und der im Laufe des
Greifvorgangs tatsächlich durchlaufene Pfad abgebildet; letzterer liegt im Bereich der Hindernisse
höher, da die Verhalten zur Hindernisvermeidung dort die Bewegung stärker beeinflussen. Die Gewichtung
der einzelnen Verhalten über die Zeit ist in Abbildung 5.13 dargestellt. Dabei entspricht die
Abszisse der Zeit vom Zeitpunkt t1 zu Beginn des Greifvorgangs bis zum Zeitpunkt t4 beim Erreichen
der Zielposition am Objekt. Die Ordinate beschreibt die Gewichtung und daher die Anwendbarkeit
der Verhalten in der jeweiligen Situation, die aus den zugehörigen BBNs berechnet wird. Abbildung
5.16 zeigt die ausgeführte Greifbewegung zu den Zeitpunkten t1 bis t4.
t1 t
2
t3 t
Abbildung 5.12: Berechneter (dunkle Linie) und
tatsächlich ausgeführter Pfad (helle Linie) in der
virtuellen Umgebung. Die gestrichelten Linien
sind die Projektionen der Pfade auf der Auflagefläche.
4
Anwendbarkeit
gi
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
t 1
t 2
Kollisionsvermeidung Greifer
Zielführung
Pfadplanung
Zielfolgen
t 3
t 4
Zeit
Abbildung 5.13: Die Gewichtung der Verhalten
während der Ausführung der Greifbewegung.
Zu Beginn des Greifvorgangs erhält die Zielführung eine niedrige Gewichtung, da die Position der
Greiferkamera ungünstig zur Berechnung eines Pfades ist. Aufgrund der besseren Ausrichtung der
Greiferkamera und der Überwindung der Hindernisse in Greifrichtung erhöht sich die Anwendbarkeit
der Zielführung zu den letzten Zeitpunkten. Die Nähe des Greifers zu Hindernissen im Zeitraum t2
bis t3 verursacht eine hohe Gewichtung der Hindernisvermeidung; am Ende der Greifbewegung ist
jedoch die Kollisionsgefahr nicht groß und daher sinkt ihre Anwendbarkeit. Die Anwendbarkeit des
Zielfolgens ist zu Beginn hoch, da der Greifer zunächst zum Ziel ausgerichtet werden muss. Je näher
13 Im Experiment in der realen Umgebung ist anstatt des Zielfolgens die Hindernisvermeidung der Segmente aktiv.