Strategii de acțiune inteligente pentru sisteme mobile autonome - Descărcare gratuită PDF
1 Strategii de acțiune inteligentă pentru teza de abilitare a sistemelor mobile autonome prezentată în cadrul Departamentului de Inginerie Electrică și Tehnologia Informației de la Universitatea Fern din Hagen de Dr.-Ing. Michael Gerke din Herne
3 Rapoarte din domeniul roboticii Michael Gerke Strategii de acțiune inteligentă pentru sistemele mobile autonome Shaker Verlag Aachen 2011
6 Aș dori să mulțumesc Fundației Germane de Cercetare (DFG) pentru că mi-a făcut posibil să fac o ședere academică în străinătate (grant de cercetare GE 821/4-1) în S.U.A. Abia atunci am putut lucra la probleme de cercetare care nu sunt relevante pentru practica în Germania. Sper că DFG va avea întotdeauna suficiente opțiuni de finanțare pentru șederile de cercetare ale oamenilor de știință mai tineri (bărbați/femei). Încă trebuie să menționez familia mea: aș dori să le mulțumesc părinților mei Helmut și Irene pentru sprijinul pe tot parcursul vieții și interesul lor iubitor pentru munca mea academică. Doar cei care au copii proprii pot aprecia aproximativ puterea și curajul soției mele Sigrid când am decis să plecăm împreună în străinătate. Îi sunt recunoscător fiului meu Jonas (pe atunci 3 ani) și fiicei sale Jördis (pe atunci 1 an), precum și soției mele pentru multe ore pline de bucurie și experiențe noi de viață (dar și puțin dor de casă) în San Diego, California, cel mai frumos oraș din univers . Herne în noiembrie 2002 IV
11 când mă confrunt cu idei și abordări noi, în special în domeniul inteligenței computaționale. În plus, sper, desigur, că descrierile aferente vor trezi o anumită înțelegere a problemelor complexe ale sistemelor mobile autonome și că voi putea oferi celor interesați în profunzime ajutor inițial (în loc de o simplă referință la literatură). San Diego, mai 1998 și Hagen, noiembrie 2002 Michael Gerke IX
12 Cuvânt înainte pentru a doua ediție În timp ce prima ediție a acestei teze de abilitare a servit în primul rând scopurilor academice, actuala ediție a 2-a ar trebui, de asemenea, să fie pusă la dispoziția unui cititor mai larg, ca răspuns la mai multe cereri. Trebuie luat în considerare aici faptul că lipsa literaturii disponibile în domeniul sistemelor robotizate mobile, autonome - care a servit drept motivație pentru ediția originală - a fost între timp pusă în perspectivă. Această a doua ediție poate servi acum ca o trecere în revistă a unei faze importante de dezvoltare din trecutul recent, fără ca procedurile menționate în aceasta să își fi pierdut relevanța. Dimpotrivă: acestea au fost dezvoltate ulterior de autor și sunt adaptate în domeniul actualului său subiect de cercetare, robotica de zbor. Hagen, noiembrie 2010 Michael Gerke X
13 Cuprins 1 Introducere Istorie Sisteme mobile și navigația lor Autonomie și inteligență Logică fuzzy Rețele neuronale Optimizare genetică Repere Mașini de mers pe jos Phony Pony General Electric Quadruped CMU Hexapod Seria TITAN Dezvoltări speciale Sisteme cu roți SRI: ShakeytheRobot Căruciorul Stanford HILARE și HILARE II IX
14 NavLab II (CMU) Roverul JPL Vehicule omnidirecționale Dezvoltări actuale în Germania Mașini de mers pe jos Robot fotbal Roboți de serviciu Sisteme de senzori Scenarii Introducere Explorare spațială DerPlanetMars Misiuni Marte Vehicule rover planetare Navigație în exterior Roboți de serviciu Roboți mobili în sectorul de îngrijire Navigație în interior Autonomie și strategii de acțiune Agenți mobili autonomi Motivația agenților Subiecte conexe Modele de agenți Noțiuni de bază ale navigației Motivația X
15 3.2 Niveluri de navigație ierarhice Componente ale navigației Planificare globală a căilor Evitarea coliziunilor reactive la nivel local O nouă metodă pentru planificarea optimă a rutei: analogul optic Planificarea rutelor operaționale optime pentru sisteme automate de robot mobil în zone operaționale cu teren neomogen Introducere Metoda de propagare a fasciculului Ecuații de bază Medii omogene Exemple de medii accidentate Atractiv și respingător Regiuni Primitiv peisaj Exemplu critic Îmbunătățiri suplimentare Comentarii și perspectivă O metodă pentru planificarea căilor globale: planificatorul căii genetice Planificarea căii genetice pentru roboții mobili Introducere Planificatorul căii genetice Concept Inițializare XI
16 5.2.3 Operatori genetici Strângerea mutației încrucișate În competiție: Evaluarea celor mai potrivite rezultate și evaluări Inițializare specifică problemei Un planificator de căi extins Îmbunătățiri vizate Inițializare Evaluarea fitnessului Post-procesare a soluțiilor genetice Cerința de subțire Examinarea peisajelor Un planificator de căi hibrid Integrarea informațiilor despre înălțime Construcția unui planificator hibrid Căutare de rute convenționale Optimizare a căilor genetice -Strategia de evitare a coliziunilor Introducere Strategia de evitare a coliziunilor FUZZY Componente ale evitării coliziunilor FUZZY Sistem de coordonate specifice problemei Robotul curent redus XII
17 Fuzzificare FUZZY inferență Defuzzificare Selecția traiectoriei definitive Transformarea în coordonate articulare Experimente de laborator Introducere Descrierea sistemului O predicție de coliziune bazată pe senzori Prelucrarea imaginilor D Prelucrarea imaginilor D Modelarea și calibrarea camerei Problemele corespondențelor Evitarea coliziunilor difuze Experimente Informații generale despre strategiile inteligente Rezumat 267 XIII