Beschreibung
In diesem Buch wird die Multisensordatenverarbeitung bei Roboteranwendungen umfassend behandelt. Zunächst werden die wesentlichen Grundlagen der Informationsverarbeitung von Sensordaten dargestellt. In einem speziellen Kapitel werden die Besonderheiten der Montage mit Industrierobotern und die Anforderungen an ein Multisensorensystem betrachtet. Darauf aufbauend wird ein hierarchisches Konzept zur Überwachung und Diagnose von Roboteraktionen erarbeitet. Die Ebenen des Systems werden in bezug auf benötigtes Wissen, die Art der Verarbeitung und die Struktur der Daten untersucht. Je höher die Ebene, desto abstrakter ist die Formulierung der Verarbeitungsschritte korrespondierend mit der Wissensrepräsentation. Ein ausführliches Beispiel rundet die Darstellung ab. Das Multisensorsystem ist dabei in die Struktur eines fortgeschrittenen Handhabungssystems eingebettet. Dem Leser wird mit dem Buch eine übergreifende Sicht der Sensorproblematik in der Robotik vermittelt. Das spezielle Thema der Multisensorik stellt dabei keine Einschränkung dar, sondern läßt erst die zunehmende Bedeutung der Softwareaspekte von Sensoren in den Vordergrund treten.
Autorenporträt
Inhaltsangabe1 Einführung und Aufgabenstellung.- 1.1 Sensoren und Meßtechnik, Definitionen.- 1.2 Sensoren in der Robotik.- 1.2.1 Ankopplung von Sensoren an Roboter.- 1.2.2 Multisensorsysteme.- 1.2.3 Wertung bisheriger Systeme.- 1.3 Eigener Ansatz.- 1.4 Zusammenfassung.- 2 Methoden und Techniken für die Sensordatenverarbeitung.- 2.1 Mustererkennung.- 2.2 Modellierungsmethoden für die Umwelt.- 2.2.1 Oberflächendarstellung.- 2.2.2 Generalisierte Zylinder.- 2.2.3 Volumenorientierte Darstellung.- 2.3 Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI).- 2.3.1 Wissensrepräsentation.- 2.3.2 Wissensnutzung.- 2.3.3 Suchproblematik.- 2.3.4 Zur Architektur von Expertensystemen.- 2.3.4.1 Die Blackboard-Architektur.- 2.3.4.2 Blackboardsysteme.- 2.3.4.3 Das Blackboard-Entwicklungssystem GBB.- 2.4 Modellierung von Unsicherheiten.- 2.4.1 Modell der bedingten Wahrscheinlichkeit.- 2.4.2 Certainty factor-Modell.- 2.4.3 Dempster-Shafer-Theorie.- 2.4.4 Fuzzy set-Theorie.- 2.5 Zusammenfassung.- 3 Sensorunterstützte Montage mit Industrierobotern.- 3.1 Fehler bei der Montage.- 3.2 Die Montageaufgabe.- 3.2.1 Sichten der Szene.- 3.2.2 Einfügen.- 3.3 Sensorklassifikationen.- 3.4 Fusion von Sensordaten in Roboteranwendungen.- 3.5 Zusammenfassung.- 4 Das Konzept der Überwachung.- 4.1 Einbindung der Überwachung in ein Robotersystem.- 4.2 Die Überwachungskomponente.- 4.3 Kontrolle und Kommunikation.- 4.3.1 Die Struktur der Kontrolle.- 4.3.2 Kommunikation in der Kontrolle.- 4.3.2.1 Die Fehlererkennung.- 4.3.2.2 Die Diagnose.- 4.4 Das Weltmodell.- 4.4.1 Das spezifische Sichtenmodell für die Sensoren.- 4.4.2 Randbedingungen für den Zugriff.- 4.4.3 Darstellung der Daten.- 4.4.4 Zugriff auf die Daten.- 4.5 Die Stufen der Sensordatenverarbeitung.- 4.5.1 Vorverarbeitung der Sensordaten.- 4.5.2 Die Ebene der Vergleichseinheiten.- 4.5.3 Die Diagnoseebene.- 4.5.3.1 Die Kontrolle des Blackboardsystems.- 4.5.3.2 Die Datentafel und die Wissensquellen.- 4.6 Zusammenfassung.- 5 Der Ablauf einer Überwachung.- 5.1 Planungsvorgaben und reale Situation.- 5.2 Die Überwachung der Handhabungssequenz.- 5.2.1 Der Überwachungsauftrag.- 5.2.2 Vorverarbeitung der Daten des Sichtsystems.- 5.2.2 Die Daten aus dem Weltmodell.- 5.3 Die Fehlererkennung.- 5.4 Diagnose der Fehlersituation.- 5.4.1 Die Hypothesenbildung aus den Merkmalsdaten.- 5.4.2 Verifikation der Hypothesen mit einem Graphenansatz.- 5.4.3 Ansätze für die 3D-Lagebestimmung.- 5.5 Zusammenfassung.- 6 Zusammenfassung und Ausblick.- 7 Literatur.- 8 Anhang.
