Publikation

Verfahren zur Vermeidung von Kollisionen gesteuert beweglicher Teile einer Anlage

Udo Frese, Holger Täubig

Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz, Robert-Hooke-Straße 5, 28359 Bremen. Research Report RR0901 2009.

Abstrakt

Dieser technische Bericht beschreibt das Verfahren zur Vermeidung von Kollisionen gesteuert beweglicher Teile einer Anlage, wie es durch das Deutsche Forschungszentrum für künstliche Intelligenz beim Deutschen Patentamt unter 102009006256.4-32 zum Patent [1] angemeldet wurde. Das Verfahren dient der zentralen ¨Ubewachung bewegter Anlagenteile (u.a. Roboterarme und Fahrzeuge) zum Schutz vor Kollisionen mit einander oder mit der Umwelt. Es ist entsprechend mit und ohne die zusätzliche sensorielle Erfassung von Hindernissen einsetzbar. Wesentlicher Bestandteil des Algorithmus ist die Darstellung des von einem bewegten Anlagenteil während seiner Bewegung überstrichenen Volumens in Form der konvexen Hülle einer endlichen Punktmenge zzgl. eines Pufferradius. Diese Darstellung ist robust und in Echtzeit ohne numerische Probleme berechenbar. Die Darstellung wird für alle involvierten Körper berechnet und anschließend dazu verwendet, alle relevanten Paare von Körpern oder die sensoriell erfassten Bereiche der Umwelt auf Kollisionen zu testen. Dazu wird ein neuer und echtzeitfähiger Algorithmus angegeben. Alle Berechnungen werden mittels konservativer Abschätzungen durchgef¨uhrt, so dass ein mathematisch beweisbar sicheres Gesamtsystem entsteht. Es werden einige solcher konservativer Abschätzungen für unterschiedliche Teile einer bewegten Anlage angegeben, die es dem Anwender des Verfahrens ermöglichen, bei der Beschreibung der Anlagengeometrie und -kinematik zwischen einer möglichst exakten Modellierung und einer einfacher und schneller berechnenbaren zu variieren. Für Fahrzeugtrajektorien (z.B. Bremsbewegungen) wird außerdem ein Konfigurationsraum verwendet, der es erlaubt Kurven- und Kreisfahrten einheitlich und ohne Singularitäten zu modellieren.

freseTaeubigRR0901.pdf (pdf, 269 KB)

Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz
German Research Center for Artificial Intelligence