Pfadplanungsstrategien für einen autonomen mobilen Roboter

Im Rahmen dieser Diplomarbeit sollen Pfadplanungsstrategien für einen autonomen mobilen Roboter entwickelt werden. Die Aufgabenstellung ist in folgende Kategorien aufgeteilt:

· Modellbildung und Regelung

Zur Ermittelung des mathematischen Modells des Roboters bietet sich die Projektionsgleichung in Subsystemdarstellung an. Der Roboter kann nämlich in fünf Baugruppen unterteilen werden. Es sind dies das Chassis und vier identische Radeinheiten bestehend aus Radaufhängung und dem Rad selbst. Es müssen demnach lediglich zwei Subsysteme gebildet werden. Um den mobilen Roboter letztendlich durch Räume navigieren zu können, müssen noch lineare Regler für die Fahr- und Lenkmotoren sowie eine übergeordnete nichtlineare Positionsregelung entwickelt werden.

· Statische Pfadplanung

Der Grundrissplan der Räumlichkeit sowie die Anordnungen aller Möbelstücke bzw. etwaiger anderer Hindernisse sind bekannt. Der Roboter soll nun nach Vergabe der Start- und Zielkoordinaten einen möglichst kurzen aber vor allem sicheren Weg berechnen und diesen anschließend durchfahren.

· Dynamische Pfadplanung

Durch zu Hilfenahme des Laserscanners sollen einerseits Wege durch unbekannte Räume gefunden werden und andererseits sollen mobile Hindernisse bzw. stationäre Objekte, welche nicht im Raumplan vermerkt sind, detektiert werden. Sind nun Hindernisse auf Kollisionskurs oder versperren den Weg, muss ein neuer Pfad zur Vermeidung eines Zusammenstoßes berechnet werden.