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By Prof. Dr.-Ing. Rüdiger Dillmann, Dr. rer. nat. Martin Huck (auth.)

In die Robotik fließen Beiträge zahlreicher Wissensgebiete aus Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik ein. In diesem Buch steht die Informationsverarbeitung im Vordergrund: Roboter in einer realen Umwelt sollen gestellte Aufgaben selbständig und korrekt ausführen sowie angemessen auf unvorhergesehene Ereignisse reagieren; dazu ist die Modellierung der realen Einsatzumgebung und eines intelligenten Systemverhaltens sowie kognitive und motorische Fähigkeiten erforderlich. Methoden der Künstlichen Intelligenz werden eingesetzt, um Signale - über Sensoren aus der physikalischen Umwelt gewonnen - zu verarbeiten bzw. zu interpretieren und somit Wirkzusammenhänge zwischen Aktion und Reaktion herzustellen. Das Buch stellt aus Sicht der Informationsverarbeitung Modelle, Steuerungs- und Sensorkonzepte sowie Programmierverfahren vor und weist auf Anwendungsmöglichkeiten und zukünftige Entwicklungen hin. Es wendet sich daher nicht nur an Studenten während der Ausbildung, sondern auch an den Praktiker, der sich mit den neuen Entwicklungen vertraut machen will.

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Durch Aktualisierung der Datenbasis entsprechend dem realen Zustand der Prozeßausführung kennt der Planer den aktuellen Weltzustand. Der Planer als auch der Simulator und das Diagnose-Modul werten zur Lösungsfindung spezifisches Wissen aus, das die Wissensbasis bereitstellt. Eine mögliche Repräsentationsform für dieses Wissen sind heuristische Regeln. ~teme, die eine bestimmte Autonomie aufweisen und Planungs-, Ausführungs- und Uberwachungsfunktionen realisieren, erfordern einen derart strukturierten Informationsfluß.

Einfache Parallelgreifer bestehen aus zwei starren Fingern, die sich durch Bewegung in entgegengesetzte Richtung schließen oder öffnen. Zur lokalen Feinmanipulation der Handhabungsobjekte werden komplexe Greiferstrukturen entwickelt, die aus mehreren Greiferfingern bestehen, wobei jeder Greiferfinger eine aus mehreren Gliedern aufgebaute offene kinematische Kette realisiert. Eine solche Greiferstruktur weist zwischen 6 bis 15 Gelenkfreiheitsgrade auf und wird oft als Greiferhand bezeichnet. 3 zeigt ein Greifersystem mit insgesamt 9 Freiheitsgraden.

Es ist deshalb günstiger, die Effektorbewegung zunächst in den für den Menschen gewohnten kartesischen Koordinaten zu planen und danach die einzustellenden Gelenkwerte durch Koordinatentransformation zu berechnen. Die Roboterkinematik beschreibt die räumlichen Zusammenhänge zwischen den einzelnen Armelementen und der Lage des Effektors als eine Funktion der Zeit. Bezugssystem ist hierbei das feste BasisKoordinatensystem, das im allgemeinen in der Roboterbasis oder in der ersten Hauptachse liegt.

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