Prädiktive Pfadfolgeregelung für die kollisionsfreie Bewegungsplanung von Robotern

摘要

Zusammenfassung Dieser Beitrag stellt eine modellprädiktive Pfadfolgeregelung für die Kombination mit einer kollisionsfreien Bewegungsplanung für Roboter vor. Zwei Besonderheiten sind mit diesem Anwendungsfall verbunden. Zum einen wird keine hochgenaue Pfadfolge benötigt, solange die Bewegung kollisionsfrei ist. Somit kann die Pfadfolgeregelung vom geplanten Pfad abweichen, um die Zielkonfiguration effizienter zu erreichen. Zum anderen ist eine exakte Bewegung entlang des Pfades prinzipiell möglich, so dass mit Hilfe einer Referenztrajektorie rekursive Lösbarkeit und Stabilität garantiert werden kann. Die Vorteile zeigen sich vor allem bei graphbasierten Planungsverfahren, wo die berechneten Pfade typischerweise stückweise linear sind und eine exakte Pfadfolge sehr aufwändig ist. Die Anwendung der Methodik wird in Simulationen für einen Manipulator und einen mobilen Roboter gezeigt.