Bewegungsplanung in der Robotik

    ACHTUNG:   Doodle-Poll um einen alternativen Termin zu finden.   Doodle-Poll zur Themenvergabe.   Inhalt Das Planen von Bewegungen ist ein zentrales Thema der Robotik. Nahezu jeder Roboter benötigt Techniken um seine Aktionen zielgerichtet zu koordinieren und je leistungsfähiger Roboter werden und je komplizierter ihr Arbeitsumfeld wird, umso mehr Bedeutung erhält die Bewegungsplanung. Aufgrund dieser Bedeutung, aber auch aufgrund der Komplexität des Problems, gibt es eine Vielzahl verschiedener Planungsalgorithmen. Ziel des Seminars ist es, einen Überblick über das Thema zu geben, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf den sampling-basierten Verfahren liegen soll. Leistungsnachweis Im Rahmen des Seminars soll von jedem Teilnehmer ein Referat gehalten werden. Der Vortrag dient als Grundlage für eine anschliessende Diskussion. Regelmäßige Teilnahme und das Referat sind die Basis für einen Punkterwerb. Zusätzlich planen wir einen praktischen Teil, in dem die Teilnehmer Planungsalgorithmen in C/C++ bzw. Matlab implementieren sollen.  Literatur Planning Algorithms, Steven M. LaValle, Cambridge University Press, 2006 ONLINE verfügbar   Principles of Robot Motion, Howie Choset, Kevin M. Lynch, Seth Hutchinson, George Kantor, Wolfram Burgard, Lydia E. Kavraki, Sebastian Thrun, MIT Press, 2005   Robot Motion Planning, Jean-Claude Latombe, Kluwer Academic Publishers, 1991 Themen A1 PRM Sampling

• Sampling in der Nähe von Hindernissen
• Gezieltes Suchen von Korridoren

Gaussian Sampling for Probabilistic Roadmap Planners, V. Boor, H. Overmars, A. F. von der Stappen, 2001   The Bridge Test for Sampling Narrow Passages with Probabilistic Roadmap Planners, D. Hsu, T. Jiang, J. Reif, Z. Sun, Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2003   A2 PRM Sampling

• Sampling mit maximaler Entfernung zu Hindernissen
• Besseres Verhalten in Korridoren

A General Framework for Sampling on the Medial Axis of the Free Space, J-M. Lien, S. L. Thomas, N. M. Amato, Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2003   A Framework for Using the Workspace Medial Axis in PRM Planners, C. Holleman, L. E. Kavraki, Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2000     B1 Intelligente Sampling Strategien

• Adaptives Lernen während der Suche (PCA)
• Gleichmäßigere Verteilung / Angepasste Verteilung

Balancing State-Space Coverage in Planning with Dynamics, Y. Li, K. E. Bekris, Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2010   Control of Probabilistic Diffusion in Motion Planning, S. Dalibard, J-P. Laumond, Algorithmic Foundation of Robotics VIII, 2009     B2 Intelligente Sampling Strategien

• Klassifizierung verschiedener Zonen
• Adaptive Auswahl der besten Sampling Strategie

RESAMPL: A Region-Sensitive Adaptive Motion Planner, S. Rodriguez, S. Thomas, R. Pearce, N. M. Amato, Algorithmic Foundation of Robotics VII, 2008   A Machine Learning Approach for Feature-Sensitive Motion Planning, M. Morales, L. Tapia, R. Pearce, S. Rodriguez, N. M. Amato, Algorithmic Foundation of Robotics VI, 2005     C1 Anwendungen

• Kombinierte Greif und Bewegungsplanung
• Suche der Trajektorie und Greifposition

Integrated Grasp and Motion Planning, N. Vahrenkamp, M. Do, T. Asfour, R. Dillmann, Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2010     C2 Anwendungen

• Roadmap Fusion für mehrere Arme
• Getrenntes Planen mit anschliessender Koordination

Roadmap Composition for Multi-Arm Systems Path Planning, M. Gharbi, J. Cortes, T. Simeon, Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2009     D1 Dynamische Umgebungen

• Planen in sich verändernden Umgebungen
• Kontinuierliches Ausbessern einer Roadmap

A PRM-based Motion Planner for Dynamically Changing Environments, L. Jaillet, T. Simeon, Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2004     D2 Dynamische Umgebungen

• Kontinuierliche dynamische Veränderungen
• Planen mit zusätzlicher Zeitdimension

Anytime Path Planning and Replanning in Dynamic Environments, J. van den Berg, D. Ferguson, J. Kuffner, Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2006