Das vorgestellte Verfahren soll mittels Virtuelle-Realität-basierter Simulation den Einsatz von Fahrzeugen in Logistik, Transport, Servicerobotik und im Bereich von Spezialfahrzeugen effektiver, einfacher und sicherer gestalten. Zur Simulation der Fahrzeugführung autonomer mobiler Systeme und manuell gesteuerter Spezialfahrzeuge in rauem Geländer in der virtuellen Realität wird ein Konzept für eine neue, universelle Fahrzeugsteuerung entwickelt. Nach diesem Konzept wurde eine Fahrzeugsteuerung implementiert, in das VR-Simulationssystem COSIMIR integriert und mit Schnittstellen zur Anbindung externer Leitrechner und Bewegungsplattform versehen. Das Konzept basiert auf dem Modell eines Straßennetzes im Arbeitsraum, dessen Straßensegemente in Form von im Allgemeinen nichtkonvexen Polygonen vorliegen. Diese Bahnsegmente sind über Kreuzungen miteinander verknüpft und repräsentieren die von mobilen Systemen befahrbare Fläche der Umwelt. Mit Hilfe dieses Umweltmodells lassen sich strukturierte Umgebungen wie Fabrikanlagen, Bürokomplexe und Wohngebäude problemlos modellieren. Der Bahnplanungsalgorithmus besteht aus einem globalen Verfahren zur Routenplanung und einem neuen lokalen, vierstufigen Verfahren zur Bahngenerierung. Die Routenplanung erfolgt, bevor das Fahrzeug losfährt. Die lokale Bahngenerierung arbeitet während der Fahrt und orientiert sich an den Straßenrändern. Durch die lokale Fokussierung auf die unmittelbare Umgebung der mobilen Systeme ist die Bahnplanung unabhängig von der Größe des Umweltmodells. Das Verfahren bildet algorithmisch das intuitive Verhalten eines Fahrzeugführers nach. Mit Hilfe der Fahrzeugsteuerung ist es möglich, den durch fahrerlose Transportsysteme realisierten industriellen Materialfluss im Zusammenspiel mit anderen Produktionsprozessen, wie z.B. der flexiblen Fertigung, zu simulieren. Beim Einsatz des Verfahrens zur Simulation von Fahrzeugbewegungen in rauem Gelände ist eine Verbesserung von VR-Trainingssimulatoren erreichbar. Dazu wurde eine neue, realitätsnahe Methode zur Lenksimulation entwickelt. Für einen Forstmaschinen-Simulator wurde ein Verfahren der Bezugsebenen-Projektion zur Simulation der Bodenhaftung entwickelt. Insgesamt tragen die beschriebenen Verfahren dazu bei, die Ausbildung des Bedienpersonals am Simulator vielfältiger und realitätsnäher zu gestalten. So können z.B. das Manövrieren des Fahrzeugs und Erntearbeiten in nahezu beliebigen Situationen, wie z.B. an steilen Hängen, in der VR trainiert werden.
Universelle Fahrzeugsteuerung als integrativer Bestandteil einer VR-Simulationsplattform
Berichte aus der Robotik ; 1-191
2004
191 Seiten, Bilder, Tabellen, 65 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
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