ISBN 9783843901901

978-3-8439-0190-1, Reihe Ingenieurwissenschaften

Patrick Labenda
Ein Beitrag zur Teilautonomie eines radgetriebenen, kinematisch redundanten Bewegungssystems

319 Seiten, Dissertation Ruhr-Universität Bochum (2011), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Der Einsatz unbemannter Fahrzeuge sowie mobiler Roboter als Trägerplattformen für unterschiedliche Sensortechnologien bietet sich in Umgebungen an, die der Mensch nicht betreten kann oder die diesen einer Gefahr für Leib und Leben aussetzen. Weisen sowohl die vorliegende Einsatzumgebung als auch die zu kontrollierenden Bewegungsmöglichkeiten eines Robotersystems eine hohe Komplexität auf, stellen sowohl ein vollständig automatisiertes als auch ein vollständig manuell kontrolliertes System keine adäquat umsetzbaren Lösungsoptionen dar. Für den Einsatz in komplexen Umgebungen wird kinematisch redundanten Bewegungssystemen ein hohes Potenzial zugeordnet.

Eine angemessene Funktionsallokation zwischen Mensch und Maschine erlaubt für die in der vorliegenden Arbeit betrachtete Einsatzumgebung sowie Roboterklasse ausschließlich einen teilautonomen Lösungsansatz, bei dem sowohl der Mensch als auch die Automatisierung des technischen Systems miteinander in der Aufgabenerfüllung kooperieren. Ein solcher Lösungsansatz wird in dieser Arbeit entworfen und für die Klasse radgetriebener, kinematisch redundanter Bewegungssysteme ausgearbeitet. Für die Umsetzung der Teilautonomie erfolgt eine fokussierte Betrachtung der mobilitätsorientierten Fähigkeiten eines Roboters, die in die drei Bereiche Manövrierbarkeit, Fahrtüchtigkeit und Geländegängigkeit untergliedert werden. Den aus den Fähigkeiten resultierenden Anforderungen wird auf unterschiedliche Arten mit divergierenden Kontrollparadigmen begegnet. Diese führen zu sowohl reaktiven, modell- und regelbasierten als auch sensorgeführten Lösungen, die schlussendlich auf einem umgesetzten Demonstrator implementiert und erprobt werden.