Bachelor Thesis BCLR-2019-138

BibliographyFrész, Benjamin: Visualisierung von holonomen und nicht-holonomen Planungsproblemen.
University of Stuttgart, Faculty of Computer Science, Electrical Engineering, and Information Technology, Bachelor Thesis No. 138 (2019).
60 pages, german.
Abstract

Für Anwendungen in der Robotik wollen wir Algorithmen entwickeln, die Planungsprobleme lösen, indem sie für ein gegebenes System einen Weg von einem Start- in einen Zielzustand finden. Diese Algorithmen sind oft intransparent und führen zu einer Lösung, allerdings nicht zum Verständnis eines Planungsproblems. Deshalb stellen wir die Sichtbarkeitstransformation vor und entwickeln daraus die dynamische Sichtbarkeitstransformation, die zum Verständnis eines Planungsproblems beitragen. Mit diesen Transformationen werden bei holonomen und nicht-holonomen Planungsproblemen Pfade in Sichtbarkeitsklassen gruppiert, wobei ein Pfad auch mehreren Klassen angehören kann. Diese Sichtbarkeitsklassen zeigen, welche Bewegungsmöglichkeiten einem Roboter zur Verfügung stehen.Wir zeigen Algorithmen auf, die für zwei Pfade überprüfen, ob sie in der gleichen Sichtbarkeitsklasse liegen. Zusätzlich verwenden wir zulässige Vereinfachungen, Projektionen des Konfigurationsraums auf einen niedrigdimensionaleren Raum, um Planungsprobleme zu vereinfachen. Diese Vereinfachungen erzeugen intuitiv verständliche Gruppierungen der gefundenen Bewegungsmöglichkeiten. Mit diesen Algorithmen visualisieren wir die Operations- und Konfigurationsräume für holonome Systeme, einen Manipulator-Arm mit zwei und ein Fahrzeug mit drei Freiheitsgraden, sowie die Operationsräume für nicht-holonome Systeme, Dubins Car und dessen Erweiterung Dubins Airplane.

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Volltext
Department(s)University of Stuttgart, Institute of Parallel and Distributed Systems, Machine Learning und Robotics
Superviser(s)Toussaint, Prof. Marc; Orthes, Dr. Andreas
Entry dateApril 27, 2022
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