Thesis - RWTH Aachen University

34 2.4 Planung
erlernen, wie das Lernen mit Bewerter [Bal97] oder genetische Algorithmen [RABP94]. Die Verhaltensfusion
wurde auf mehreren Plattformen erfolgreich getestet, es liegen jedoch keinen Angaben
über einen Einsatz auf Manipulatoren vor. MacKenzie [MA99] setzt z.B. auf seinen mobilen Manipulator
Motor Schemas ein, die Verhaltensfusion ist jedoch nur für die mobile Plattform realisiert.
Weitere Superposition-based Verfahren Einen weiteren Ansatz schlägt Hager vor, der einem Visual
Servoing System primitive Fertigkeiten hinzufügt [Hag97]. Für jede Fertigkeit werden eine Fehlerfunktion
definiert, die erforderlichen Merkmale bestimmt und die entsprechende Jacobi Matrix
berechnet. Ein komplexes Verhalten lässt sich über ein Übereinandersetzen der Jacobi Matrizen (siehe
Gleichung 2.11) definieren. Zusätzliche Aufgaben können auch durchgeführt werden, solange sie
Freiheitsgrade beeinflussen, die bei der Hauptaufgabe nicht gebraucht werden (Null Space Control).
Der Ansatz ist jedoch dadurch beschränkt, dass er nur Verhalten, die mit bildbasiertem Visual Servoing
implementiert sind, fusionieren kann.
2.3.3 Manipulator-Plattform Koordination
Die Koordination des Manipulators mit der mobilen Plattform ist ein wichtiges Thema bei der mobilen
Manipulation. Während bei manchen mobilen Manipulatoren die kinematischen und dynamischen
Eigenschaften der mobilen Plattform es erlauben, Plattform und Manipulator als Einheit zu
berücksichtigen und für beide zusammen zu planen, wie in [BK98], erzwingen einige Eigenschaften,
wie eine nicht-holonome Plattform, unterschiedliche Reaktionsgeschwindigkeiten von Plattform und
Roboterarm oder die ungenaue Lokalisierung der Plattform, die Behandlung des Roboters als zwei
unterschiedliche Systeme [Yam94]. Diese werden nur grob miteinander koordiniert, falls eine parallele
Bewegung von Plattform und Manipulator benötigt wird, wobei die Plattform eine grobe Bewegung
durchführt und der Manipulator feine Anpassungen macht. Bei den meisten Aufgaben eines mobilen
Manipulators ist jedoch keine parallele Bewegung von Plattform und Manipulator notwendig 15 . Die
Plattform transportiert den Roboterarm zum Einsatzbereich und der Roboterarm führt anschließend
die Manipulationsaufgabe aus 16 .
2.4 Planung
Ein Planer ist eine funktionale Einheit, die für die Erstellung einer Sequenz von Aktionen verantwortlich
ist. Diese kann entweder geometrisch in der Form von Pfaden sein (Pfadplanung) oder in
der Form von abstrakten Aktionen wie fahr zur Tür, öffne Tür und fahre durch Tür
(Aktionsplanung 17 ). Im zweiten Fall gibt es zwei Möglichkeiten. Bei wissensbasierten Planern findet
die Planung unter Berücksichtigung der Roboterfertigkeiten und der vorhandenen Information über
15 Koordinierte Bewegung von mobiler Plattform und Manipulator werden hauptsächlich bei Transportaufgaben benötigt,
die jedoch in dieser Arbeit nicht berücksichtigt werden.
16 Die mobile Manipulatoren, die in Abschnitt 2.6 beschrieben sind, gehören alle außer Cora zu der zweiten Kategorie
und betrachten Plattform und Manipulator als zwei unterschiedliche Agenten, die separat angesteuert werden. Die Koordination
erfolgt dann meistens über den Arbitrations-Mechanismus der vermittelnden bzw. der deliberativen Ebene, indem
der Plattform und dem Manipulator die entsprechenden Aufgaben zugewiesen werden.
17 Bei einem mobilen Manipulator ermittelt die Aktionsplanung für eine gestellte Aufgabe eine Reihenfolge von Aktionen,
die mobile Plattform und Manipulator ausführen müssen, damit der Roboter seine Aufgabe erfolgreich löst. Somit
ist sie auch für die Koordination der Aktionen von mobiler Plattform und Manipulator verantwortlich.