keywords={Collaborative Robots;Human-robot-collaboration;Industrial Robots;Mobile Robots;Robot Technologies;Robotic;Robotics in Production},
address={Berlin},
edition={Neuerscheinung},
publisher={{VDE Verlag}},
isbn={9783800754298},
editor={ITG, V. D.E.}
}
@inproceedings{Makhal2018,
author={Makhal, Abhijit and Goins, Alex K.},
title={Reuleaux: Robot Base Placement by Reachability Analysis},
...
...
@@ -82,6 +95,22 @@
}
@article{Marvel2018,
abstract={We present a survey of multi-robot assembly applications and methods and describe trends and general insights into the multi-robot assembly problem for industrial applications. We focus on fixtureless assembly strategies featuring two or more robotic systems. Such robotic systems include industrial robot arms, dexterous robotic hands, and autonomous mobile platforms, such as automated guided vehicles. In this survey, we identify the types of assemblies that are enabled by utilizing multiple robots, the algorithms that synchronize the motions of the robots to complete the assembly operations, and the metrics used to assess the quality and performance of the assemblies.},
author={Marvel, Jeremy A. and Bostelman, Roger and Falco, Joe},
year={2018},
title={Multi-Robot Assembly Strategies and Metrics},
file={Multi-Robot Assembly Strategies and Metrics:Attachments/Multi-Robot Assembly Strategies and Metrics.pdf:application/pdf}
}
@book{Moon1988,
author={Moon, Parry Hiram and Spencer, Domina Eberle},
year={1988},
...
...
@@ -140,6 +169,18 @@
}
@inproceedings{Tao.662011682011,
author={Tao, Long and Liu, Zhigang},
title={Optimization on multi-robot workcell layout in vertical plane},
pages={744--749},
publisher={IEEE},
isbn={978-1-4577-0268-6},
booktitle={2011 IEEE International Conference on Information and Automation},
year={6/6/2011 - 6/8/2011},
doi={10.1109/ICINFA.2011.5949092}
}
@misc{urdf_Examples_ros,
year={11/7/2021},
title={urdf/Examples - ROS Wiki},
...
...
@@ -168,7 +209,7 @@
}
@misc{Wikipedia.2021,
@misc{Wikipedia2021,
abstract={Roll-Nick-Gier-Winkel, englisch roll-pitch-yaw angle, sind spezielle Eulerwinkel (Lagewinkel), die zur Beschreibung der Ausrichtung eines Fahrzeugs im dreidimensionalen Raum herangezogen werden. Diese Art der Richtungsmessung und -bestimmung durch Drehratensensoren wurde zur Navigation im Luftverkehr eingef{\"u}hrt und wird inzwischen neben Luftfahrzeugen auch f{\"u}r Raum-, Land- und Wasserfahrzeuge verwendet.},
@@ -123,5 +123,5 @@ Diese Abbildung ... zeigt eine solche Darstellung im Manual des Referenzroboters
In capability maps werden zusätzliche Informationen über die Erreichbarkeit der Bereiche im Umfeld des Roboters mit Farben gekennzeichnet. Die Färbung basiert auf der Qualifizierung, welche durch die berechenbaren Endeffektor Posen im Bereich bestimmt wird. Beispielsweise ist die Farbe rot ein Indikator für schwer vom Roboter zugängliche Bereiche, während blau leichte Greifbarkeit suggeriert.
%\cite{Reuleaux} \cite{zacharias2008positioning}
\section{Anforderungen an kollaborative Multi-Roboter Arbeitsplätze}
Die automatische Generierung kollaborativer Arbeitsplätze basierend auf den Beschreibungen spezifischer Aufgaben erfordert die Charakterisierung der Kapazitäten eines robotischen Systems. Basierend auf diesen Informationen kann die optimale Position der Manipulatoren innerhalb einer Domäne kalkuliert werden, welche den kollaborativen Arbeitsplatz beschreibt. Dabei stellen die Skalierbarkeit des Algorithmus zur Platzierung robotischer Systeme innerhalb der Domäne, sowie deren Kollisionsfreiheit, die Anforderungen dar, welche Inhalt der Evaluierung sind.
Marvel et al. adressiert die Skalierbarkeit, Synchronisierung der Roboter, Verteilung der spezifischen Aufgaben und Kollisionsvermeidung als grundlegende Aspekte der Planung eines Multi-Roboter Systems. Dabei ist die erfolgreiche Terminierung durch eine zuvor definierte valide Aufgabenbeschreibung trivial und wird daher vorausgesetzt. Offensichtlich stehen diese Aspekte in Wechselwirkung zueinander, denn operieren beispielsweise die Roboter sequentiell, so müssen die Aufgaben zwar bezüglich ihrer Erreichbarkeit durch den jeweiligen Endeffektor logisch Verteilt werden, unterliegen aber keiner komplexen Kollisionsdetektion, da der Arbeitsplatz statisch bleibt, indem sich die Szenerie nicht verändert. Sind Kollisionen während der Exekution nicht berechenbar, so ist die Verteilung der der Aufgaben essenziell für den Erfolg der auszuführenden Handlung. Die Skalierbarkeit, dessen Inhalt die Auswirkung des Inkrementierens operierender robotischer Systeme auf die tatsächliche Ausführungszeit ist, impliziert komplexere Kollisionskalkulationen durch eine vielfältigere, dynamische Szene \cite{Marvel2018}. Diese Aspekte sind zusätzlich abhängig von der Platzierung in der Domäne, welche die Generierung automatischer Multi-Roboter Arbeitsplätze ermöglicht und daher der Hauptaspekt dieser wissenschaftlichen Arbeit ist.
@@ -48,7 +48,7 @@ Die Roboterbeschreibung ist Grundlage der Generierung valider Konfigurationsdate
\caption{Visualisierung der Verzeichnisstruktur der Roboterbeschreibung und Konfiguration. Bezüglich der Übersichtlichkeit sind nur die Dateien gelistet, deren Modifikation in Hinsichtlich der Realisierung mehrerer robotischer Systeme relevant ist.}\label{fig:9}
\end{figure}
\begin{lstlisting}[language=JSON,firstnumber=1, caption={ Dual Setup Beispiel, in mit Modifikationen zur Übergabe der Roboterpositionen.}, label={lst:4}, captionpos=b]
\begin{lstlisting}[language=JSON,firstnumber=1, float, caption={ Dual Setup Beispiel, in mit Modifikationen zur Übergabe der Roboterpositionen.}, label={lst:4}, captionpos=b]
@@ -128,9 +128,11 @@ Die tatsächliche Implementierung ist Inhalt des Reach Pakets, dessen Struktur d
\subsection{Implementierung der Arbeitsraumanalyse}
Der ..!.. der Header Datei beschreibt alle Funktionen, die den Algorithmus der Arbeitsraumanalyse implementieren. Dazu sind gemäß der Erörterungen im 'Konzept' Kapitel, neben der kubischen Diskretisierung zusätzliche sphärische Diskretisierungen formuliert. Die Planung des Endeffektors zu einer generierten Endeffektor Pose erfolgt über das MoveGroup Interface, angewandt auf der Konfigurationsdatei eines einzelnen robotischen Systems. Dabei ist eine Implementierung für performante Rechner enthalten, die Anhand der Aufteilung der Menge $T$ in die jeweiligen Rechenkerne alle kinematischen Berechnungen $f_{kin}$ parallel operiert.
Der \autoref{lst:6} der Header Datei beschreibt alle Funktionen, die den Algorithmus der Arbeitsraumanalyse implementieren. Dazu sind gemäß der Erörterungen im 'Konzept' Kapitel, neben der kubischen Diskretisierung zusätzliche sphärische Diskretisierungen formuliert. Die Planung des Endeffektors zu einer generierten Endeffektor Pose erfolgt über das MoveGroup Interface, angewandt auf der Konfigurationsdatei eines einzelnen robotischen Systems. Dabei ist eine Implementierung für performante Rechner enthalten, die Anhand der Aufteilung der Menge $T$ in die jeweiligen Rechenkerne alle kinematischen Berechnungen $f_{kin}$ parallel operiert.
\lstinputlisting[language=C++, caption ={Implementierung zur Generierung der RM}, label={lst:6}, captionpos=b ]{./images/publisher\_node.h}
\subsection{Implementierung des Inversen Arbeitsraums}
Der Algorithmus des Inversen Arbeitsraums kalkuliert anhand der persistierten Informationen der Arbeitsraumanalyse die Metrik D. Die Inversion aller Transformationen anhand eine Iteration über den Arbeitsraum, erfolgt durch das tf2 Objekt der gleichnamigen Bibliothek für Operationen auf homogene Transformationen. Zusätzlich erfolgt die Portierung der Metrik und Persistenz.
